JP6094574B2 - Radiation-sensitive resin composition and resist pattern forming method - Google Patents

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Description

本発明は、液浸露光用感放射線性樹脂組成物及びレジストパターン形成方法に関する。   The present invention relates to a radiation-sensitive resin composition for immersion exposure and a resist pattern forming method.

集積回路素子の製造等における微細加工に用いられる感放射線性樹脂組成物は、例えばArFエキシマレーザー光等の照射によって露光部で酸を発生させ、その酸を触媒とする反応により露光部及び未露光部間でアルカリ現像液に対する溶解性に差を生じさせることで、レジストパターンを形成する。   A radiation-sensitive resin composition used for microfabrication in the manufacture of integrated circuit elements, for example, generates an acid in an exposed portion by irradiation with ArF excimer laser light, and the exposed portion and unexposed portion by a reaction using the acid as a catalyst. A resist pattern is formed by causing a difference in solubility in alkaline developer between the parts.

近年、線幅45nm程度のより微細なレジストパターンを形成する方法として、液浸露光法の利用が拡大しつつある。液浸露光法ではレンズの開口数(NA)を増大させた場合でも焦点深度が低下し難く、かつ高い解像性が得られるという利点がある。この液浸露光法に用いられる感放射線性樹脂組成物には、レジスト膜から液浸露光用液体への酸発生剤等の溶出抑制により塗膜性能の低下やレンズ等の汚染を防止すると共に、レジスト膜表面の水切れ性の向上によりウォーターマークの残存を防止し、かつ高速スキャン露光を可能にすることが要求される。   In recent years, the use of the immersion exposure method is expanding as a method for forming a finer resist pattern having a line width of about 45 nm. The immersion exposure method has an advantage that the depth of focus is hardly lowered even when the numerical aperture (NA) of the lens is increased, and high resolution can be obtained. The radiation-sensitive resin composition used in this immersion exposure method prevents degradation of coating film performance and contamination of lenses, etc. by suppressing the elution of acid generators from the resist film to the liquid for immersion exposure. It is required to prevent the remaining of the watermark by improving the drainage of the resist film surface and to enable high-speed scanning exposure.

それらを達成する手段として、レジスト膜上に上層膜(保護膜)を形成する技術(特開2005−352384号公報参照)が提案されているが、この技術は成膜工程を別途必要とし、煩雑である。一方、レジスト膜表面の疎水性を高める技術が検討されており、疎水性が高いフッ素原子含有重合体を含有する感放射線性樹脂組成物が知られている(国際公開第2007/116664号参照)。   As a means for achieving them, a technique for forming an upper film (protective film) on a resist film has been proposed (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-352384). However, this technique requires a separate film formation step, and is complicated. It is. On the other hand, a technique for increasing the hydrophobicity of the resist film surface has been studied, and a radiation-sensitive resin composition containing a highly hydrophobic fluorine atom-containing polymer is known (see International Publication No. 2007/116664). .

一方で、このようにレジスト膜表面の疎水性を上げると、現像液やリンス液の表面濡れ性が低下するため、レジスト膜の露光部の現像や、未露光部表面に沈着した現像残渣のリンスによる除去が不十分となる傾向がある。その結果、レジストパターンにおいて、パターン同士の一部が繋がるブリッジ欠陥や、現像残渣の付着によるブロッブ欠陥等の現像欠陥が発生する不都合がある。このような現像欠陥を抑制することを目的として、(メタ)アクリル酸のトリフルオロメチルアルコール基含有アルキルエステル由来の重合体を用いる技術が提案されている(特開2010−176037号公報参照)。この技術によれば、レジスト膜表面の水等の液体に対する接触角を、液浸露光時は高く、かつ現像後は低くすることができ、その結果、高速スキャン露光と現像欠陥の発生の低減とを併立できるとされている。   On the other hand, when the hydrophobicity of the resist film surface is increased in this manner, the surface wettability of the developer and the rinsing liquid is reduced, so that development of the exposed portion of the resist film and rinsing of the development residue deposited on the surface of the unexposed portion are performed. There is a tendency that the removal by is insufficient. As a result, in the resist pattern, there is a disadvantage that a development defect such as a bridge defect in which a part of the pattern is connected or a blob defect due to adhesion of a development residue occurs. For the purpose of suppressing such development defects, a technique using a polymer derived from a trifluoromethyl alcohol group-containing alkyl ester of (meth) acrylic acid has been proposed (see JP 2010-176037 A). According to this technique, the contact angle of the resist film surface with respect to a liquid such as water can be high during immersion exposure and low after development, and as a result, high-speed scanning exposure and the occurrence of development defects can be reduced. Can be combined.

しかし、上記従来の感放射線性樹脂組成物では、現像後の後退接触角の低下度が未だ不十分であるためか、現像欠陥の発生を十分に抑制することはできていない。また、その一方で、液浸露光時の後退接触角をさらに高めて、スキャン露光をさらに高速化し、液浸露光プロセスの生産性を向上させることも要求されている。   However, the conventional radiation-sensitive resin composition described above cannot sufficiently suppress the occurrence of development defects because the degree of reduction in the receding contact angle after development is still insufficient. On the other hand, it is also required to further increase the receding contact angle at the time of immersion exposure, further increase the scanning exposure speed, and improve the productivity of the immersion exposure process.

特開2005−352384号公報JP 2005-352384 A 国際公開第2007/116664号International Publication No. 2007/116664 特開2010−176037号公報JP 2010-176037 A

本発明は以上のような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、レジスト膜表面の後退接触角を液浸露光時にはより大きく、現像後にはより小さくすることができ、かつ現像欠陥の発生を抑制できる液浸露光用感放射線性樹脂組成物を提供することにある。   The present invention has been made on the basis of the circumstances as described above. The purpose of the present invention is to increase the receding contact angle of the resist film surface during immersion exposure, to be smaller after development, and to develop development defects. An object of the present invention is to provide a radiation-sensitive resin composition for immersion exposure that can suppress generation.

上記課題を解決するためになされた発明は、
[A]下記式(1)で表される構造単位(以下、「構造単位(I)」ともいう)を有する重合体(以下、「[A]重合体」ともいう)、及び
[B]感放射線性酸発生体(以下、「[B]酸発生体」ともいう)
を含有する液浸露光用感放射線性樹脂組成物である。

Figure 0006094574
(式(1)中、Rは、水素原子又は炭素数1〜20の1価の有機基である。Rは、単結合、炭素数1〜20の2価の鎖状炭化水素基、炭素数3〜20の2価の脂環式炭化水素基、又はこれらのうちの1種若しくは2種以上と−O−とを組み合わせた基である。Rは、水素原子又は炭素数1〜20の1価の有機基である。Rは、水素原子又は炭素数1〜20の1価の有機基である。)The invention made to solve the above problems is
[A] a polymer (hereinafter also referred to as “[A] polymer”) having a structural unit represented by the following formula (1) (hereinafter also referred to as “structural unit (I)”), and [B] Radiation acid generator (hereinafter also referred to as “[B] acid generator”)
Is a radiation-sensitive resin composition for immersion exposure.
Figure 0006094574
(In Formula (1), R 1 is a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. R 2 is a single bond or a divalent chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, R 3 is a divalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, or a group in which one or more of these are combined with —O—, and R 3 is a hydrogen atom or 1 to 2 carbon atoms. 20 is a monovalent organic group of 20. R A is a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms.)

本発明の液浸露光用感放射線性樹脂組成物は、[A]重合体及び[B]酸発生体を含有することで、レジスト膜の後退接触角を、液浸露光時にはより大きく、現像後にはより小さくすることができ、かつ現像欠陥の発生を抑制できる。当該液浸露光用感放射線性樹脂組成物が上記構成を有することにより、上記効果を奏する理由については必ずしも明確ではないが、例えば、以下のように推察することができる。すなわち、[A]重合体の有する−C(R)(OR)(CF)で表される基(以下、「基(a)」ともいう)は、フッ素原子を有しており[A]重合体の高い疎水性に寄与する。一方、[A]重合体はアルカリ現像液の作用によりその構造の一部が加水分解等され、親水性が高まる。特に、Rが水素原子又は塩基解離性基である場合、アルカリ現像におけるOH基が、この基のα−炭素に結合しているトリフルオロメチル基の電子求引性により高い酸性度を有するので、[A]重合体は高いアルカリ可溶性を示す。加えて、構造単位(I)において、この基(a)は、−COOR基とは別の上記特定の位置に存在する。このような特定の分子構造に起因して、上記疎水性、親水性及びアルカリ可溶性が効果的に発揮されると考えられ、その結果、当該液浸露光用感放射線性樹脂組成物から形成されるレジスト膜表面の後退接触角を、液浸露光時には従来より高めることができ、かつ現像後には大きく低下させることができる。また、現像後において、後退接触角がより小さくなることで、現像液及びリンス液がレジスト膜表面とより良好に接触でき、その結果、現像欠陥の発生が効果的に抑制される。The radiation-sensitive resin composition for immersion exposure of the present invention contains a [A] polymer and a [B] acid generator, so that the receding contact angle of the resist film is larger during immersion exposure and after development. Can be made smaller, and development defects can be suppressed. The reason why the radiation-sensitive resin composition for immersion exposure has the above-described configuration and thus exhibits the above-mentioned effects is not necessarily clear, but can be inferred as follows, for example. In other words, the group represented by —C (R 1 ) (OR A ) (CF 3 ) of the [A] polymer (hereinafter also referred to as “group (a)”) has a fluorine atom [ A] It contributes to the high hydrophobicity of the polymer. On the other hand, part of the structure of the polymer [A] is hydrolyzed by the action of an alkali developer, and the hydrophilicity is increased. In particular, when RA is a hydrogen atom or a base dissociable group, the OH group in alkali development has higher acidity due to the electron withdrawing property of the trifluoromethyl group bonded to the α-carbon of this group. [A] The polymer exhibits high alkali solubility. In addition, in the structural unit (I), the group (a) is present at the specific position different from the —COOR 3 group. Due to such a specific molecular structure, it is considered that the hydrophobicity, hydrophilicity and alkali solubility are effectively exhibited, and as a result, formed from the radiation-sensitive resin composition for immersion exposure. The receding contact angle on the resist film surface can be increased more than before during immersion exposure, and can be greatly reduced after development. In addition, since the receding contact angle becomes smaller after development, the developer and the rinsing liquid can make better contact with the resist film surface, and as a result, development defects are effectively suppressed.

当該液浸露光用感放射線性樹脂組成物は、
[C][A]重合体よりもフッ素原子含有率の小さい重合体(以下、「[C]重合体」ともいう)
をさらに含有し、
この[C]重合体が、酸解離性基を有することが好ましい。
当該液浸露光用感放射線性樹脂組成物は、[A]重合体及び[B]酸発生体に加え、通常、ベース重合体としての[C]重合体を含有する。この[C]重合体よりも[A]重合体のフッ素原子含有率を高くすることで、[A]重合体をレジスト膜表層に効果的に偏在化することができ、その結果、レジスト膜表面の後退接触角の変化を大きくすることができる。従って、当該液浸露光用感放射線性樹脂組成物によれば、レジスト膜の後退接触角を、液浸露光時にはさらに大きく、現像後にはさらに小さくすることができ、かつ現像欠陥の発生をより抑制することができる。
The radiation-sensitive resin composition for immersion exposure is
[C] Polymer having a fluorine atom content smaller than that of [A] polymer (hereinafter also referred to as “[C] polymer”)
Further containing
The [C] polymer preferably has an acid dissociable group.
The radiation-sensitive resin composition for immersion exposure usually contains a [C] polymer as a base polymer in addition to the [A] polymer and the [B] acid generator. By making the fluorine atom content of the [A] polymer higher than that of the [C] polymer, the [A] polymer can be effectively unevenly distributed on the surface of the resist film. The change in the receding contact angle can be increased. Therefore, according to the radiation-sensitive resin composition for immersion exposure, the receding contact angle of the resist film can be further increased during immersion exposure, further reduced after development, and the occurrence of development defects can be further suppressed. can do.

[A]重合体は、酸解離性基を含む構造単位(以下、「構造単位(II)」ともいう)をさらに有することが好ましい。[A]重合体が構造単位(II)をさらに有することで露光部における[A]重合体の現像液への溶け残りをより抑制することができる。その結果、当該液浸露光用感放射線性樹脂組成物は、現像欠陥の発生をさらに抑制することができる。   [A] The polymer preferably further has a structural unit containing an acid-dissociable group (hereinafter also referred to as “structural unit (II)”). When the [A] polymer further has the structural unit (II), the undissolved residue of the [A] polymer in the developer at the exposed portion can be further suppressed. As a result, the radiation-sensitive resin composition for immersion exposure can further suppress development defects.

当該液浸露光用感放射線性樹脂組成物は、[D]酸拡散制御体をさらに含有することが好ましい。当該液浸露光用感放射線性樹脂組成物は、[D]酸拡散制御体をさらに含有することで、上述の後退接触角等の特性を維持しつつ、解像度等のリソグラフィー性能を向上させることができる。   The radiation-sensitive resin composition for immersion exposure preferably further contains a [D] acid diffusion controller. The radiation-sensitive resin composition for immersion exposure can further improve the lithography performance such as resolution while maintaining the above-mentioned receding contact angle and the like by further containing [D] acid diffusion controller. it can.

本発明の感放射線性樹脂組成物は、
[A]下記式(1)で表される構造単位を有する重合体、
[B]感放射線性酸発生体、及び
[C][A]重合体よりもフッ素原子含有率の小さい重合体
を含有し、
この[C]重合体が酸解離性基を有する。

Figure 0006094574
(式(1)中、Rは、水素原子又は炭素数1〜20の1価の有機基である。Rは、単結合、炭素数1〜20の2価の鎖状炭化水素基、炭素数3〜20の2価の脂環式炭化水素基、又はこれらのうちの1種若しくは2種以上と−O−とを組み合わせた基である。Rは、水素原子又は炭素数1〜20の1価の有機基である。Rは、水素原子又は炭素数1〜20の1価の有機基である。)The radiation sensitive resin composition of the present invention is
[A] a polymer having a structural unit represented by the following formula (1):
[B] a radiation sensitive acid generator, and [C] a polymer having a smaller fluorine atom content than the [A] polymer,
This [C] polymer has an acid dissociable group.
Figure 0006094574
(In Formula (1), R 1 is a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. R 2 is a single bond or a divalent chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, R 3 is a divalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, or a group in which one or more of these are combined with —O—, and R 3 is a hydrogen atom or 1 to 2 carbon atoms. 20 is a monovalent organic group of 20. R A is a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms.)

当該感放射線性樹脂組成物によれば、レジスト膜表面の後退接触角をより大きく、現像後にはより小さくすることができ、かつ現像欠陥の発生を抑制することができる。   According to the radiation-sensitive resin composition, the receding contact angle on the resist film surface can be made larger, smaller after development, and the occurrence of development defects can be suppressed.

本発明のレジストパターン形成方法は、
当該液浸露光用感放射線性樹脂組成物でレジスト膜を形成する工程、
液浸露光用液体を介して上記レジスト膜を液浸露光する工程、及び
上記液浸露光されたレジスト膜を現像する工程
を有する。
当該レジストパターン形成方法によれば、上述の液浸露光用感放射線性樹脂組成物を用いるので、スキャン露光の高速化を図りつつ、現像欠陥が少ないレジストパターンを形成することができる。
The resist pattern forming method of the present invention comprises:
Forming a resist film with the radiation-sensitive resin composition for immersion exposure,
A step of immersion exposure of the resist film through an immersion exposure liquid; and a step of developing the resist film subjected to the immersion exposure.
According to the resist pattern forming method, since the above-described radiation-sensitive resin composition for immersion exposure is used, it is possible to form a resist pattern with few development defects while increasing the scanning exposure speed.

ここで、「有機基」とは、少なくとも1個の炭素原子を含む基をいう。   Here, the “organic group” refers to a group containing at least one carbon atom.

以上説明したように、本発明の液浸露光用感放射線性樹脂組成物及びレジストパターン形成方法によれば、スキャン露光の高速化を図りつつ、現像欠陥が少ないレジストパターンを形成することができる。従って、本発明は、液浸露光プロセスに好適に用いることができ、その生産性の向上及び形成されるレジストパターンの品質の向上を図ることができる。   As described above, according to the radiation-sensitive resin composition for immersion exposure and the resist pattern forming method of the present invention, a resist pattern with few development defects can be formed while increasing the scanning exposure speed. Therefore, the present invention can be suitably used for an immersion exposure process, and the productivity can be improved and the quality of a resist pattern to be formed can be improved.

<液浸露光用感放射線性樹脂組成物>
当該液浸露光用感放射線性樹脂組成物は、[A]重合体及び[B]酸発生体を含有する。当該液浸露光用感放射線性樹脂組成物は、好適成分として、[C]重合体、[D]酸拡散制御体及び[E]溶媒を含有してもよく、本発明の効果を損なわない範囲で、その他の任意成分を含有してもよい。以下、各成分について説明する。
<Radiation-sensitive resin composition for immersion exposure>
The said radiation sensitive resin composition for immersion exposure contains a [A] polymer and a [B] acid generator. The radiation-sensitive resin composition for immersion exposure may contain a [C] polymer, a [D] acid diffusion controller and an [E] solvent as suitable components, and does not impair the effects of the present invention. In addition, other optional components may be contained. Hereinafter, each component will be described.

<[A]重合体>
[A]重合体は、構造単位(I)を有する重合体である。[A]重合体は、表面疎水化重合体として機能する。「表面疎水化重合体」とは、液浸露光用感放射線性樹脂組成物に含有させることで、形成されるレジスト膜の表層に偏在化する傾向を有する副成分の重合体をいう。このような[A]重合体は、レジスト膜を形成した際にその表層に偏在化して、レジスト膜表面を疎水化することができる。その結果、液浸露光における高速スキャン等を可能にすることができる。
<[A] polymer>
[A] The polymer is a polymer having the structural unit (I). [A] The polymer functions as a surface-hydrophobized polymer. The “surface hydrophobized polymer” refers to a subcomponent polymer that tends to be unevenly distributed in the surface layer of the resist film to be formed by being contained in the radiation-sensitive resin composition for immersion exposure. Such a [A] polymer can be unevenly distributed in the surface layer when a resist film is formed, and the resist film surface can be hydrophobized. As a result, it is possible to perform high-speed scanning in immersion exposure.

上記表面疎水化重合体としての機能を高める観点からは、[A]重合体のフッ素原子含有率は、ベース重合体のフッ素原子含有率よりも高いことが好ましい。ベース重合体としては、例えば、後述する[C]重合体等が挙げられる。[A]重合体のフッ素原子含有率としては、5質量%以上が好ましく、7質量%以上がより好ましく、10質量%以上がさらに好ましい。重合体のフッ素原子含有率(質量%)は、13C−NMRで重合体の構造を解析し、得られた構造から算出することができる。From the viewpoint of enhancing the function as the surface hydrophobic polymer, the fluorine atom content of the [A] polymer is preferably higher than the fluorine atom content of the base polymer. As a base polymer, [C] polymer etc. which are mentioned later are mentioned, for example. [A] The fluorine atom content of the polymer is preferably 5% by mass or more, more preferably 7% by mass or more, and still more preferably 10% by mass or more. The fluorine atom content (% by mass) of the polymer can be calculated from the structure obtained by analyzing the structure of the polymer with 13 C-NMR.

[A]重合体は、構造単位(I)以外にも、酸解離性基を含む構造単位(II)を有することが好ましく、フッ素原子を含む構造単位(III)を有していてもよく、構造単位(I)〜(III)以外のその他の構造単位を有していてもよい。[A]重合体は、これらの各構造単位を1種又は2種以上有していてもよい。以下、各構造単位について説明する。   [A] The polymer preferably has a structural unit (II) containing an acid dissociable group in addition to the structural unit (I), and may have a structural unit (III) containing a fluorine atom, Other structural units other than the structural units (I) to (III) may be included. [A] The polymer may have one or more of these structural units. Hereinafter, each structural unit will be described.

[構造単位(I)]
構造単位(I)は、上記式(1)で表される構造単位である。[A]重合体が構造単位(I)を有し、−COOR基とは別に−C(R)(OR)(CF)で表される基(a)を有することで、当該液浸露光用感放射線性樹脂組成物は、レジスト膜の後退接触角を、液浸露光時にはより大きく、現像後にはより小さくすることができ、かつ現像欠陥の発生を抑制することができる。
当該液浸露光用感放射線性樹脂組成物が構造単位(I)を有することで上記効果を奏する理由については必ずしも明確ではないが、例えば、以下のように推察することができる。すなわち、[A]重合体の有する−C(R)(OR)(CF)で表される基(a)は、フッ素原子を有しており[A]重合体の高い疎水性に寄与する。一方、[A]重合体はアルカリ現像液の作用によりその構造の一部が加水分解等され、親水性が高まる。特に、Rが水素原子又は塩基解離性基である場合、アルカリ現像におけるOH基が、この基のα−炭素に結合しているトリフルオロメチル基の電子求引性により高い酸性度を有するので、[A]重合体は高いアルカリ可溶性を示す。加えて、構造単位(I)においては、この基(a)は、−COOR基とは別の上記特定の位置に存在する。このような特定の分子構造に起因して、上記疎水性、親水性及びアルカリ可溶性が効果的に発揮されると考えられ、その結果、当該液浸露光用感放射線性樹脂組成物から形成されるレジスト膜表面の後退接触角を、液浸露光時には従来より高めることができ、かつ現像後には大きく低下させることができる。また、現像後において、後退接触角がより小さくなることで、現像液及びリンス液とレジスト膜との接触がより効果的になるため、現像欠陥の発生が抑制される。
[Structural unit (I)]
The structural unit (I) is a structural unit represented by the above formula (1). [A] When the polymer has the structural unit (I) and has a group (a) represented by -C (R 1 ) (OR A ) (CF 3 ) separately from the -COOR 3 group, The radiation-sensitive resin composition for immersion exposure can make the receding contact angle of the resist film larger at the time of immersion exposure, smaller after development, and can suppress development defects.
The reason why the radiation-sensitive resin composition for immersion exposure has the structural unit (I) has the above-mentioned effects is not necessarily clear, but can be inferred as follows, for example. That is, the group (a) represented by —C (R 1 ) (OR A ) (CF 3 ) of the [A] polymer has a fluorine atom, and the [A] polymer has high hydrophobicity. Contribute. On the other hand, part of the structure of the polymer [A] is hydrolyzed by the action of an alkali developer, and the hydrophilicity is increased. In particular, when RA is a hydrogen atom or a base dissociable group, the OH group in alkali development has higher acidity due to the electron withdrawing property of the trifluoromethyl group bonded to the α-carbon of this group. [A] The polymer exhibits high alkali solubility. In addition, in the structural unit (I), the group (a) is present at the specific position different from the —COOR 3 group. Due to such a specific molecular structure, it is considered that the hydrophobicity, hydrophilicity and alkali solubility are effectively exhibited, and as a result, formed from the radiation-sensitive resin composition for immersion exposure. The receding contact angle on the resist film surface can be increased more than before during immersion exposure, and can be greatly reduced after development. Moreover, since the receding contact angle becomes smaller after development, the contact between the developer and the rinsing liquid and the resist film becomes more effective, so that development defects are suppressed.

上記式(1)中、Rは、水素原子又は炭素数1〜20の1価の有機基である。Rは、単結合、炭素数1〜20の2価の鎖状炭化水素基、炭素数3〜20の2価の脂環式炭化水素基、又はこれらのうちの1種若しくは2種以上と−O−とを組み合わせた基である。Rは、水素原子又は炭素数1〜20の1価の有機基である。Rは、水素原子又は炭素数1〜20の1価の有機基である。In the above formula (1), R 1 is a monovalent organic group hydrogen atom or a C 1-20. R 2 is a single bond, a divalent chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, a divalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, or one or more of them. It is a group in combination with —O—. R 3 is a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. R A is a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms.

及びRで表される炭素数1〜20の1価の有機基としては、1価の鎖状炭化水素基、1価の脂環式炭化水素基、1価の芳香族炭化水素基又はこれらのうち1種若しくは2種以上と−O−、−CO−、−OCO−、−COO−、−S−等のヘテロ原子を含む連結基とを組み合わせた基等が挙げられる。これらの基が有する水素原子の一部又は全部は、フッ素原子、ヒドロキシ基、カルボキシ基、アミノ基、シアノ基等で置換されていてもよい。Examples of the monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms represented by R 1 and R 3 include a monovalent chain hydrocarbon group, a monovalent alicyclic hydrocarbon group, and a monovalent aromatic hydrocarbon group. Or the group etc. which combined 1 type (s) or 2 or more types and the coupling groups containing hetero atoms, such as -O-, -CO-, -OCO-, -COO-, -S-, etc. are mentioned. Some or all of the hydrogen atoms of these groups may be substituted with a fluorine atom, a hydroxy group, a carboxy group, an amino group, a cyano group, or the like.

上記1価の鎖状炭化水素基としては、例えば、
メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等のアルキル基;
エテニル基、プロペニル基、ブテニル基等のアルケニル基;
エチニル基、プロピニル基、ブチニル基等のアルキニル基などが挙げられる。
Examples of the monovalent chain hydrocarbon group include:
Alkyl groups such as methyl, ethyl, propyl and butyl groups;
An alkenyl group such as an ethenyl group, a propenyl group, a butenyl group;
Examples thereof include alkynyl groups such as ethynyl group, propynyl group and butynyl group.

上記1価の脂環式炭化水素基としては、例えば、
シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ノルボルニル基、アダマンチル基等のシクロアルキル基;
シクロプロペニル基、シクロブテニル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基、ノルボルネニル基等のシクロアルケニル基などが挙げられる。
Examples of the monovalent alicyclic hydrocarbon group include:
A cycloalkyl group such as a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a norbornyl group, an adamantyl group;
And cycloalkenyl groups such as cyclopropenyl group, cyclobutenyl group, cyclopentenyl group, cyclohexenyl group and norbornenyl group.

上記1価の芳香族炭化水素基としては、例えば、
フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、アントリル基等のアリール基;
ベンジル基、フェネチル基、ナフチルメチル基、アントリルメチル基等のアラルキル基などが挙げられる。
Examples of the monovalent aromatic hydrocarbon group include:
Aryl groups such as phenyl, tolyl, xylyl, naphthyl and anthryl;
Examples thereof include aralkyl groups such as benzyl group, phenethyl group, naphthylmethyl group and anthrylmethyl group.

としては、形成されるレジスト膜表面の液浸露光時の後退接触角を向上させる観点から、水素原子、1価の鎖状炭化水素基、1価の脂環式炭化水素基、1価のフッ素化鎖状炭化水素基、1価のフッ素化脂環式炭化水素基が好ましく、水素原子、1価のパーフルオロアルキル基がより好ましく、水素原子、トリフルオロメチル基がさらに好ましく、トリフルオロメチル基が特に好ましい。R 1 is a hydrogen atom, a monovalent chain hydrocarbon group, a monovalent alicyclic hydrocarbon group, a monovalent group from the viewpoint of improving the receding contact angle at the time of immersion exposure of the resist film surface to be formed. Are preferably a monovalent fluorinated alicyclic hydrocarbon group, more preferably a hydrogen atom or a monovalent perfluoroalkyl group, still more preferably a hydrogen atom or a trifluoromethyl group, and trifluoro. A methyl group is particularly preferred.

としては、形成されるレジスト膜表面の液浸露光時の後退接触角を向上させる観点から、水素原子、1価の鎖状炭化水素基、1価の脂環式炭化水素基、1価のフッ素化鎖状炭化水素基、1価のフッ素化脂環式炭化水素基が好ましく、メチル基、エチル基、シクロヘキシル基、ヘキサフルオロ−2−プロピル基がより好ましく、ヘキサフルオロ−2−プロピル基がさらに好ましい。R 3 is a hydrogen atom, a monovalent chain hydrocarbon group, a monovalent alicyclic hydrocarbon group, a monovalent group, from the viewpoint of improving the receding contact angle during immersion exposure of the resist film surface to be formed. Fluorinated chain hydrocarbon group, monovalent fluorinated alicyclic hydrocarbon group is preferred, methyl group, ethyl group, cyclohexyl group, hexafluoro-2-propyl group is more preferred, hexafluoro-2-propyl group Is more preferable.

で表される炭素数1〜20の2価の鎖状炭化水素基としては、例えばメタンジイル基、エタンジイル基、プロパンジイル基、ブタンジイル基、ペンタンジイル基、ヘキサンジイル基、オクタンジイル基、デカンジイル基、ドデカンジイル基、テトラデカンジイル基、ヘキサデカンジイル基、オクタデカンジイル基、イコサンジイル基等が挙げられる。Examples of the divalent chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by R 2 include a methanediyl group, an ethanediyl group, a propanediyl group, a butanediyl group, a pentanediyl group, a hexanediyl group, an octanediyl group, and a decandiyl group. , Dodecanediyl group, tetradecanediyl group, hexadecanediyl group, octadecanediyl group, icosanediyl group and the like.

で表される炭素数3〜20の2価の脂環式炭化水素基としては、シクロプロパンジイル基、シクロブタンジイル基、シクロペンタンジイル基、シクロヘキサンジイル基、シクロオクタンジイル基、シクロデカンジイル基等が挙げられる。Examples of the divalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms represented by R 2 include a cyclopropanediyl group, a cyclobutanediyl group, a cyclopentanediyl group, a cyclohexanediyl group, a cyclooctanediyl group, and a cyclodecanediyl group. Groups and the like.

で表される上記鎖状炭化水素基及び脂環式炭化水素基のうちの1種又は2種以上と−O−とを組み合わせた基としては、例えば、メタンジイルオキシ基、エタンジイルオキシ基、プロパンジイルオキシ基、ブタンジイルオキシ基、ペンタンジイルオキシ基、ヘキサンジイルオキシ基、オクタンジイルオキシ基等のアルカンジイルオキシ基;メタンジイルオキシメタンジイル基、メタンジイルオキシエタンジイル基、メタンジイルオキシ(1,2−プロパンジイル)基、メタンジイルオキシブタンジイル基、メタンジイルオキシシクロヘキサンジイル基等の1個の−O−を含む基;プロパンジイルオキシエタンジイルオキシエタンジイル基等の2個以上の−O−を含む基などが挙げられる。Examples of the group in which one or more of the chain hydrocarbon group and the alicyclic hydrocarbon group represented by R 2 are combined with —O— include, for example, a methanediyloxy group and ethanediyloxy. Group, propanediyloxy group, butanediyloxy group, pentanediyloxy group, hexanediyloxy group, alkanediyloxy group such as octanediyloxy group; methanediyloxymethanediyl group, methanediyloxyethanediyl group, methanediyloxy (1,2-propanediyl) group, methanediyloxybutanediyl group, methanediyloxycyclohexanediyl group and the like containing one -O-; two or more propanediyloxyethanediyloxyethanediyl groups and the like And a group containing —O—.

としては、これらの中で、形成されるレジスト膜表面の液浸露光時の後退接触角を向上させる観点から、2価の鎖状炭化水素基、2個の2価の鎖状炭化水素基と1個の−O−とを組み合わせた基が好ましく、炭素数が1〜4の2価の鎖状炭化水素基又は2個の炭素数1〜4の2価の鎖状炭化水素基と1個の−O−とを組み合わせた基がより好ましく、炭素数が2又は3の2価の鎖状炭化水素基又は2個の炭素数が1〜3の2価の鎖状炭化水素基と1個の−O−とを組み合わせた基がさらに好ましく、エタンジイル基、メタンジイルオキシエタンジイル基、メタンジイルオキシ(1,2−プロパンジイル)基が特に好ましく、メタンジイルオキシエタンジイル基、メタンジイルオキシ(1,2−プロパンジイル)基がさらに特に好ましい。Among these, R 2 includes a divalent chain hydrocarbon group and two divalent chain hydrocarbons from the viewpoint of improving the receding contact angle at the time of immersion exposure of the resist film surface to be formed. A group in which a group and one —O— are combined, and a divalent chain hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms or two divalent chain hydrocarbon groups having 1 to 4 carbon atoms; A group in which one —O— is combined is more preferable, and a divalent chain hydrocarbon group having 2 or 3 carbon atoms or a divalent chain hydrocarbon group having 2 to 3 carbon atoms and A group in which one —O— is combined is more preferable, and an ethanediyl group, a methanediyloxyethanediyl group, and a methanediyloxy (1,2-propanediyl) group are particularly preferable, a methanediyloxyethanediyl group, and methanediyl. Even more preferred are oxy (1,2-propanediyl) groups.

上記Rが水素原子の場合、上記式(1)における−C(R)(OH)(CF)としては、例えば、2−ヒドロキシ−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2−プロピル基、1−ヒドロキシ−2,2,2−トリフルオロエチル基、2−ヒドロキシ−1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロ−2−ブチル基、2−ヒドロキシ−1,1,1,3,3,4,4,4−オクタフルオロ−2−ブチル基等が挙げられる。これらの中で、2−ヒドロキシ−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2−プロピル基、1−ヒドロキシ−2,2,2−トリフルオロエチル基が好ましく、2−ヒドロキシ−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2−プロピル基がより好ましい。When R A is a hydrogen atom, examples of —C (R 1 ) (OH) (CF 3 ) in the above formula (1) include 2-hydroxy-1,1,1,3,3,3-hexa Fluoro-2-propyl group, 1-hydroxy-2,2,2-trifluoroethyl group, 2-hydroxy-1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-butyl group, 2-hydroxy- Examples include 1,1,1,3,3,4,4,4-octafluoro-2-butyl group. Among these, 2-hydroxy-1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2-propyl group and 1-hydroxy-2,2,2-trifluoroethyl group are preferable, and 2-hydroxy- A 1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2-propyl group is more preferred.

で表される炭素数1〜20の1価の有機基としては、例えば、上記R及びRとして例示した1価の有機基と同様の基等が挙げられる。これらの中で、Rで表される1価の有機基としては、1価の炭化水素基、アシル基が好ましく、アルキル基、アシル基がより好ましく、アシル基がさらに好ましい。また、上記1価の有機基としては、1価の塩基解離性基も好ましい。「塩基解離性基」とは、例えばヒドロキシ基の水素原子を置換する基であって、アルカリの存在下(例えば、23℃の2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液中)で解離する基をいう。Examples of the monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms represented by R A include the same groups as the monovalent organic groups exemplified as R 1 and R 3 above. Among these, the monovalent organic group represented by R A is preferably a monovalent hydrocarbon group or an acyl group, more preferably an alkyl group or an acyl group, and even more preferably an acyl group. The monovalent organic group is also preferably a monovalent base dissociable group. The “base dissociable group” is, for example, a group that replaces a hydrogen atom of a hydroxy group, and in the presence of an alkali (for example, in a 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution at 23 ° C.). A group that dissociates.

上記1価の塩基解離性基としては、例えば、下記式(Ba−1)で表される基、下記式(Ba−2)で表される基等が挙げられる。   Examples of the monovalent base dissociable group include a group represented by the following formula (Ba-1) and a group represented by the following formula (Ba-2).

Figure 0006094574
Figure 0006094574

上記式(Ba−1)及び式(Ba−2)中、RBaは、それぞれ独立して、炭素数1〜20の1価の炭化水素基である。この炭化水素基が有する水素原子の一部又は全部は置換されていても良い。In formulas (Ba-1) and (Ba-2), R Ba is independently a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. Some or all of the hydrogen atoms of the hydrocarbon group may be substituted.

上記RBaで表される炭素数1〜20の1価の炭化水素基としては、例えば、炭素数1〜20の1価の鎖状炭化水素基、炭素数3〜20の1価の脂環式炭化水素基、炭素数6〜20の1価の芳香族炭化水素基等が挙げられる。Examples of the monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by R Ba include, for example, a monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms and a monovalent alicyclic ring having 3 to 20 carbon atoms. And a monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms.

上記炭素数1〜20の1価の鎖状炭化水素基、炭素数3〜20の1価の脂環式炭化水素基、炭素数6〜20の1価の芳香族炭化水素基としては、例えば、上記R及びRとして例示したそれぞれの基と同様のもの等が挙げられる。Examples of the monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, the monovalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, and the monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms include And the same groups as those exemplified as R 1 and R 3 above.

上記RBaで表される1価の炭化水素基の置換基としては、例えば、フッ素原子、ヒドロキシ基、アミノ基、メルカプト基、カルボキシ基、シアノ基、アルコキシ基、アシル基、アシロキシ基等が挙げられる。Examples of the substituent for the monovalent hydrocarbon group represented by R Ba include a fluorine atom, a hydroxy group, an amino group, a mercapto group, a carboxy group, a cyano group, an alkoxy group, an acyl group, and an acyloxy group. It is done.

上記RBaとしては、1価の鎖状炭化水素基が好ましく、炭素数1〜5の1価の鎖状炭化水素基がより好ましく、メチル基がさらに好ましい。R Ba is preferably a monovalent chain hydrocarbon group, more preferably a monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms, and still more preferably a methyl group.

上記式(Ba−1)で表される基及び式(Ba−2)で表される基としては、例えば、下記式で表される基等が挙げられる。   Examples of the group represented by the formula (Ba-1) and the group represented by the formula (Ba-2) include a group represented by the following formula.

Figure 0006094574
Figure 0006094574

としては、水素原子、1価の塩基解離性基が好ましく、水素原子がより好ましい。Rを上記基とすることで、アルカリ現像後はOH基となり、この基のα−炭素に結合しているトリフルオロメチル基の電子求引性により高い酸性度を有するので、[A]重合体は高いアルカリ可溶性を示す。これにより、現像後のレジスト膜表面の後退接触角をより小さくすることができる。その結果、当該液浸露光用感放射線性樹脂組成物から形成されるレジストパターンにおける現像欠陥の発生をより抑制することができる。R A is preferably a hydrogen atom or a monovalent base dissociable group, and more preferably a hydrogen atom. By using RA as the above group, it becomes an OH group after alkali development, and has a higher acidity due to the electron withdrawing property of the trifluoromethyl group bonded to the α-carbon of this group. The coalescence shows high alkali solubility. Thereby, the receding contact angle of the resist film surface after development can be further reduced. As a result, the occurrence of development defects in the resist pattern formed from the radiation-sensitive resin composition for immersion exposure can be further suppressed.

構造単位(I)としては、例えば、下記式(1−1)〜(1−18)で表される構造単位等が挙げられる。   Examples of the structural unit (I) include structural units represented by the following formulas (1-1) to (1-18).

Figure 0006094574
Figure 0006094574

これらの中でも、上記式(1−1)〜(1−9)、(1−13)及び(1−16)で表される構造単位が好ましく、上記式(1−1)、(1−2)、(1−4)、(1−5)、(1−6)及び(1−16)で表される構造単位がより好ましく、上記式(1−4)、(1−5)及び(1−6)で表される構造単位がさらに好ましい。   Among these, structural units represented by the above formulas (1-1) to (1-9), (1-13) and (1-16) are preferable, and the above formulas (1-1) and (1-2) are preferred. ), (1-4), (1-5), (1-6) and (1-16) are more preferred, and the above formulas (1-4), (1-5) and ( The structural unit represented by 1-6) is more preferable.

また、構造単位(I)としては、例えば、上記式(1−1)〜(1−18)で表される構造単位中の−(CFC−OH基の水素原子が上記(Ba−1)又は式(Ba−2)で表される1価の塩基解離性基で置換された構造単位等も挙げられる。As the structural unit (I), for example, a hydrogen atom of a — (CF 3 ) 2 C—OH group in the structural unit represented by the above formulas (1-1) to (1-18) is the above (Ba -1) or a structural unit substituted with a monovalent base dissociable group represented by the formula (Ba-2).

構造単位(I)の含有割合としては、[A]重合体を構成する全構造単位に対して、1モル%以上100モル%以下が好ましく、10モル%以上98モル%以下がより好ましく、30モル%以上95モル%以下がさらに好ましく、60モル%以上90モル%以下が特に好ましい。[A]重合体における構造単位(I)の含有割合を上記範囲とすることで、形成されるレジスト膜の後退接触角を、液浸露光時にはさらに大きく、現像後にはさらに小さくすることができ、かつ現像欠陥の発生をさらに抑制することができる。   The content ratio of the structural unit (I) is preferably 1 mol% or more and 100 mol% or less, more preferably 10 mol% or more and 98 mol% or less, based on all the structural units constituting the [A] polymer. It is more preferably from mol% to 95 mol%, particularly preferably from 60 mol% to 90 mol%. [A] By setting the content ratio of the structural unit (I) in the polymer within the above range, the receding contact angle of the formed resist film can be further increased during immersion exposure and further reduced after development, In addition, development defects can be further suppressed.

[A]重合体は、後述するように、構造単位(I)を与える単量体の他、必要に応じて他の構造単位を与える単量体と共にラジカル重合させることで得られる。構造単位(I)を与える化合物の合成方法は、Rが、−R2a−O−(CH−である下記化合物(i)である場合は、例えば以下の通りである。Rが、−R2a−O−(CH−以外である構造単位(I)を与える化合物としては、公知の化合物を用いることができる。公知の化合物としては、例えば、特開2002-220420号公報、特開2002-155112号公報、特開2005−107476号公報等に記載された化合物を挙げることができる。[A] As described later, the polymer [A] can be obtained by radical polymerization together with a monomer that gives the structural unit (I) and a monomer that gives another structural unit as necessary. The method for synthesizing the compound that gives the structural unit (I) is, for example, as follows when R 2 is the following compound (i) in which —R 2a —O— (CH 2 ) n —. As the compound that gives the structural unit (I) in which R 2 is other than —R 2a —O— (CH 2 ) n —, a known compound can be used. Examples of the known compound include compounds described in JP 2002-220420 A, JP 2002-155112 A, JP 2005-107476 A, and the like.

Figure 0006094574
Figure 0006094574

上記式(i−a)、(i−b)及び(i)中、Rは、水素原子又は炭素数1〜20の1価の有機基である。R2aは、炭素数1〜16の2価の鎖状炭化水素基、又はこの鎖状炭化水素基と−O−とを組み合わせた基である。Rは、水素原子又は炭素数1〜20の1価の有機基である。Rは、水素原子又は炭素数1〜20の1価の有機基である。Xは、ハロゲン原子である。nは、1〜4の整数である。In the formula (i-a), (i -b) and (i), R 1 is a monovalent organic group hydrogen atom or a C 1-20. R 2a is a divalent chain hydrocarbon group having 1 to 16 carbon atoms, or a combination of this chain hydrocarbon group and —O—. R 3 is a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. R A is a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. X is a halogen atom. n is an integer of 1 to 4.

上記式(i−a)で表されるヒドロキシ化合物と、上記式(i−b)で表されるハロアルキルアクリル酸エステル化合物とを、ジクロロメタン等の溶媒中、トリエチルアミン等の塩基化合物の存在下で反応させることにより、上記式で表される化合物(i)が得られる。Rが水素原子の場合、式(i−a)で表される化合物において、2個のヒドロキシ基のうち、CF基に隣接する炭素原子に結合するヒドロキシ基の反応性が低いので、収率よく化合物(i)を得ることができる。Rが1価の有機基である化合物(i)は、Rが水素原子である化合物(i)が有するOH基をORに変換することにより合成することもできる。The hydroxy compound represented by the above formula (ia) and the haloalkyl acrylate compound represented by the above formula (ib) are reacted in a solvent such as dichloromethane in the presence of a base compound such as triethylamine. To obtain the compound (i) represented by the above formula. When R A is a hydrogen atom, in the compound represented by formula (ia), the reactivity of the hydroxy group bonded to the carbon atom adjacent to the CF 3 group out of the two hydroxy groups is low. Compound (i) can be obtained efficiently. The compound (i) in which R A is a monovalent organic group can also be synthesized by converting the OH group of the compound (i) in which R A is a hydrogen atom into OR A.

上記Xで表されるハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、ハロゲン原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられる。これらの中でも、反応収率の観点から、臭素原子が好ましい。   Examples of the halogen atom represented by X include a fluorine atom, a halogen atom, a bromine atom, and an iodine atom. Among these, a bromine atom is preferable from the viewpoint of reaction yield.

[構造単位(II)]
構造単位(II)は、酸解離性基を含む構造単位である。「酸解離性基」とは、カルボキシ基、ヒドロキシ基等の水素原子を置換する基であって、酸の作用により解離する基をいう。[A]重合体は構造単位(II)を有することで、露光部における現像液への溶け残りをより抑制することができる。その結果、当該液浸露光用感放射線性樹脂組成物によれば、現像欠陥の発生をさらに抑制することができる。
[Structural unit (II)]
The structural unit (II) is a structural unit containing an acid dissociable group. The “acid-dissociable group” refers to a group that replaces a hydrogen atom such as a carboxy group or a hydroxy group and dissociates by the action of an acid. [A] Since the polymer has the structural unit (II), it is possible to further suppress the undissolved residue in the developer in the exposed portion. As a result, according to the radiation-sensitive resin composition for immersion exposure, development defects can be further suppressed.

構造単位(II)としては、例えば下記式(2)で表される構造単位等が挙げられる。   Examples of the structural unit (II) include a structural unit represented by the following formula (2).

Figure 0006094574
Figure 0006094574

上記式(2)中、Rは、水素原子、フッ素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基である。Rは、炭素数1〜6のアルキル基又は炭素数4〜20の脂環式炭化水素基である。R及びRは、それぞれ独立して、炭素数1〜6のアルキル基若しくは炭素数4〜20の脂環式炭化水素基であるか、又はR及びRが互いに結合して、これらが結合している炭素原子と共に2価の環状基を形成している。In the formula (2), R 4 is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group. R 5 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms. R 6 and R 7 are each independently an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms, or R 6 and R 7 are bonded to each other, Forms a divalent cyclic group together with the carbon atom to which is bonded.

としては、構造単位(II)を与える単量体の共重合性の観点から、水素原子、メチル基が好ましく、メチル基がより好ましい。R 4 is preferably a hydrogen atom or a methyl group, and more preferably a methyl group, from the viewpoint of the copolymerizability of the monomer that gives the structural unit (II).

上記R〜Rで表される炭素数1〜6のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基等が挙げられる。これらの中で、メチル基、エチル基、i−プロピル基が好ましい。Examples of the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms represented by R 5 to R 7 include, for example, methyl group, ethyl group, n-propyl, i-propyl group, n-butyl group, i-butyl group, sec- A butyl group, a t-butyl group, etc. are mentioned. Among these, a methyl group, an ethyl group, and an i-propyl group are preferable.

上記R〜Rで表される炭素数4〜20の脂環式炭化水素基としては、例えば、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロへキシル基、シクロオクチル基等の単環のシクロアルキル基;ノルボルニル基、アダマンチル基等の多環のシクロアルキル基などが挙げられる。これらの中で、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ノルボルニル基、アダマンチル基が好ましい。Examples of the alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms represented by R 5 to R 7 include monocyclic cycloalkyl groups such as a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, and a cyclooctyl group; Examples thereof include polycyclic cycloalkyl groups such as a norbornyl group and an adamantyl group. Among these, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a norbornyl group, and an adamantyl group are preferable.

上記R及びRが互いに結合して形成する2価の環状基としては、例えばシクロペンタンジイル基、シクロヘキサンジイル基、シクロオクタンジイル基等の単環のシクロアルカンジイル基;ノルボルナンジイル基、アダマンタンジイル基等の多環のシクロアルカンジイル基;アザシクロペンタンジイル基、オキサシクロペンタンジイル基等の単環の2価の脂肪族複素環基;アザノルボルナンジイル基、オキサノルボルナンジイル基等の多環の2価の脂肪族複素環基等が挙げられる。これらの中で、単環のシクロアルカンジイル基、多環のシクロアルカンジイル基が好ましく、シクロペンタンジイル基、シクロヘキサンジイル基、シクロオクタンジイル基、ノルボルナンジイル基、アダマンタンジイル基がより好ましく、シクロペンタンジイル基、アダマンタンジイル基がさらに好ましい。Examples of the divalent cyclic group formed by combining R 6 and R 7 with each other include a monocyclic cycloalkanediyl group such as a cyclopentanediyl group, a cyclohexanediyl group, and a cyclooctanediyl group; a norbornanediyl group, an adamantane Polycyclic cycloalkanediyl groups such as diyl groups; monocyclic divalent aliphatic heterocyclic groups such as azacyclopentanediyl groups and oxacyclopentanediyl groups; polycycles such as azanorbornanediyl groups and oxanorbornanediyl groups And a divalent aliphatic heterocyclic group. Among these, a monocyclic cycloalkanediyl group and a polycyclic cycloalkanediyl group are preferable, and a cyclopentanediyl group, a cyclohexanediyl group, a cyclooctanediyl group, a norbornanediyl group, and an adamantanediyl group are more preferable, and a cyclopentane More preferred are a diyl group and an adamantanediyl group.

構造単位(II)としては、R及びRが互いに結合して形成するアルカンジイル基を有する構造単位が好ましく、1−アルキル−1−シクロアルキル(メタ)アクリレートに由来する構造単位、2−アルキル−2−アダマンチル(メタ)アクリレートに由来する構造単位がより好ましく、1−アルキル−1−シクロアルキル(メタ)アクリレートに由来する構造単位がさらに好ましく、1−アルキル−1−シクロペンチル(メタ)アクリレートに由来する構造単位が特に好ましく、1−メチル−1−シクロペンチル(メタ)アクリレートに由来する構造単位がさらに特に好ましい。As the structural unit (II), a structural unit having an alkanediyl group formed by combining R 6 and R 7 with each other is preferable, and a structural unit derived from 1-alkyl-1-cycloalkyl (meth) acrylate, 2- More preferred are structural units derived from alkyl-2-adamantyl (meth) acrylate, more preferred are structural units derived from 1-alkyl-1-cycloalkyl (meth) acrylate, and 1-alkyl-1-cyclopentyl (meth) acrylate. The structural unit derived from 1 is particularly preferable, and the structural unit derived from 1-methyl-1-cyclopentyl (meth) acrylate is more particularly preferable.

構造単位(II)を与える単量体としては、例えば、下記式(2−1)〜(2−11)で表される単量体(以下、「単量体(2−1)〜(2−11)」ともいう)等が挙げられる。   Examples of the monomer that gives the structural unit (II) include monomers represented by the following formulas (2-1) to (2-11) (hereinafter referred to as “monomer (2-1) to (2)”. -11) ")) and the like.

Figure 0006094574
Figure 0006094574

上記単量体のうち、単量体(2−2)、(2−3)、(2−4)、(2−9)及び(2−10)が好ましく、単量体(2−2)がより好ましい。   Among the above monomers, monomers (2-2), (2-3), (2-4), (2-9) and (2-10) are preferred, and monomer (2-2) Is more preferable.

構造単位(II)の含有割合としては、[A]重合体を構成する全構造単位に対して5モル%以上90モル%以下が好ましく、8モル%以上60モル%以下がより好ましく、10モル%以上40モル%以下がさらに好ましい。構造単位(II)の含有割合を上記範囲とすることで、当該液浸露光用感放射線性樹脂組成物は、露光部における[A]重合体の現像液への溶け残りをさらに抑制することができ、その結果、現像欠陥の発生をさらに抑制することができる。   As a content rate of structural unit (II), 5 mol% or more and 90 mol% or less are preferable with respect to all the structural units which comprise a [A] polymer, 8 mol% or more and 60 mol% or less are more preferable, and 10 mol % To 40 mol% is more preferable. By making the content rate of structural unit (II) into the said range, the said radiation sensitive resin composition for immersion exposure can further suppress the undissolved residue to the developing solution of the [A] polymer in an exposure part. As a result, the occurrence of development defects can be further suppressed.

[構造単位(III)]
構造単位(III)は、フッ素原子を含む構造単位である(但し、構造単位(I)に該当するものを除く)。[A]重合体は、構造単位(I)がフッ素原子を含有しているので、構造単位(III)は必ずしも必要ではないが、[A]重合体は、構造単位(III)をさらに有することにより、フッ素原子含有率を高めることができ、その結果、レジスト表層への偏在化を促進することができる。
[Structural unit (III)]
The structural unit (III) is a structural unit containing a fluorine atom (except for those corresponding to the structural unit (I)). [A] In the polymer, since the structural unit (I) contains a fluorine atom, the structural unit (III) is not necessarily required, but the [A] polymer further has the structural unit (III). Thus, the fluorine atom content can be increased, and as a result, uneven distribution in the resist surface layer can be promoted.

上記構造単位(III)としては、例えば、上記式(3−1)で表される構造単位(以下、「構造単位(III−1)」ともいう)、式(3−2)で表される構造単位(以下、「構造単位(III−2)」ともいう)、式(3−3)で表される構造単位(以下、「構造単位(III−3)」ともいう)等が挙げられる。   Examples of the structural unit (III) include a structural unit represented by the formula (3-1) (hereinafter also referred to as “structural unit (III-1)”) and a formula (3-2). A structural unit (hereinafter, also referred to as “structural unit (III-2)”), a structural unit represented by formula (3-3) (hereinafter, also referred to as “structural unit (III-3)”), and the like.

Figure 0006094574
Figure 0006094574

上記式(3−1)中、Rは、水素原子、フッ素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基である。Rは、フッ素原子を有する炭素数1〜6の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基又はフッ素原子を有する炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基である。但し、上記アルキル基及び脂環式炭化水素基が有する水素原子の一部又は全部は、置換されていてもよい。
上記式(3−2)中、R10は、水素原子、フッ素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基である。R11は、(k+1)価の連結基である。kは、1〜3の整数である。Xは、フッ素原子を有する2価の連結基である。R12は、水素原子又は1価の有機基である。但し、kが2又は3の場合、複数のX及びR12は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
上記式(3−3)中、R13は、水素原子、フッ素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基である。R14は、(m+1)価のフッ素原子を有さない連結基である。mは、1〜3の整数である。Aは、−COO−である。R15は、少なくとも1個のフッ素原子を含む1価の炭化水素基である。但し、mが2又は3の場合、複数のA及びR15は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
In the formula (3-1), R 8 represents a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group. R 9 is a C 1-6 linear or branched alkyl group having a fluorine atom or a C 4-20 monovalent alicyclic hydrocarbon group having a fluorine atom. However, one part or all part of the hydrogen atom which the said alkyl group and alicyclic hydrocarbon group have may be substituted.
In the formula (3-2), R 10 is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group. R 11 is a (k + 1) -valent linking group. k is an integer of 1 to 3. X is a divalent linking group having a fluorine atom. R 12 is a hydrogen atom or a monovalent organic group. However, when k is 2 or 3, the plurality of X and R 12 may be the same or different.
In the formula (3-3), R 13 is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group. R 14 is a linking group having no (m + 1) -valent fluorine atom. m is an integer of 1-3. A 1 is —COO—. R 15 is a monovalent hydrocarbon group containing at least one fluorine atom. However, when m is 2 or 3, the plurality of A 1 and R 15 may be the same or different from each other.

上記Rで表されるフッ素原子を有する炭素数1〜6の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等の炭素数1〜6の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基が有する水素原子の一部又は全部をフッ素原子で置換した基等が挙げられる。As a C1-C6 linear or branched alkyl group which has a fluorine atom represented by said R < 9 >, C1-C6, such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, is mentioned, for example. Examples include a group in which part or all of the hydrogen atoms of the linear or branched alkyl group are substituted with fluorine atoms.

上記Rで表されるフッ素原子を有する炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基としては、例えば、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基、ノルボルニル基、アダマンチル基、シクロペンチルメチル基、シクロヘキシルメチル基等の炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基が有する水素原子の一部又は全部をフッ素原子で置換した基等が挙げられる。Examples of the monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms having a fluorine atom represented by R 9 include a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cyclooctyl group, a norbornyl group, an adamantyl group, Examples include groups in which part or all of the hydrogen atoms of a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms such as a cyclopentylmethyl group and a cyclohexylmethyl group are substituted with fluorine atoms.

上記R11で表される(k+1)価の連結基としては、例えば炭素数1〜30の直鎖状又は分岐状の炭化水素基、炭素数3〜30の脂環式炭化水素基、炭素数6〜30の芳香族炭化水素基、又はこれらの基と−O−、−S−、−NH−、−CO−及び−CS−からなる群より選ばれる1種以上の基とを組み合わせた基等が挙げられる。また、上記(k+1)価の連結基は置換基を有してもよい。Examples of the (k + 1) -valent linking group represented by R 11 include a linear or branched hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 30 carbon atoms, and the number of carbon atoms. 6-30 aromatic hydrocarbon groups, or a group in which these groups are combined with one or more groups selected from the group consisting of —O—, —S—, —NH—, —CO— and —CS—. Etc. The (k + 1) -valent linking group may have a substituent.

上記炭素数1〜30の直鎖状又は分岐状の炭化水素基としては、例えばメタン、エタン、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、デカン、イコサン、トリアコンタン等の炭化水素基から(k+1)個の水素原子を除いた基等が挙げられる。   Examples of the linear or branched hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms include hydrocarbon groups such as methane, ethane, propane, butane, pentane, hexane, heptane, decane, icosane and triacontane (k + 1). And a group excluding individual hydrogen atoms.

上記炭素数3〜30の脂環式炭化水素基としては、例えば
シクロプロパン、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン、シクロデカン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン等の単環式飽和炭化水素;
シクロブテン、シクロペンテン、シクロヘキセン、シクロヘプテン、シクロオクテン、シクロデセン、シクロペンタジエン、シクロヘキサジエン、シクロオクタジエン、シクロデカジエン等の単環式不飽和炭化水素;
ビシクロ[2.2.1]ヘプタン、ビシクロ[2.2.2]オクタン、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、トリシクロ[3.3.1.13,7]デカン、テトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデカン、アダマンタン等の多環式飽和炭化水素;
ビシクロ[2.2.1]ヘプテン、ビシクロ[2.2.2]オクテン、トリシクロ[5.2.1.02,6]デセン、トリシクロ[3.3.1.13,7]デセン、テトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデセン等の多環式炭化水素から(k+1)個の水素原子を除いた基等が挙げられる。
Examples of the alicyclic hydrocarbon group having 3 to 30 carbon atoms include monocyclic saturated hydrocarbons such as cyclopropane, cyclobutane, cyclopentane, cyclohexane, cycloheptane, cyclooctane, cyclodecane, methylcyclohexane, and ethylcyclohexane;
Monocyclic unsaturated hydrocarbons such as cyclobutene, cyclopentene, cyclohexene, cycloheptene, cyclooctene, cyclodecene, cyclopentadiene, cyclohexadiene, cyclooctadiene, cyclodecadiene;
Bicyclo [2.2.1] heptane, bicyclo [2.2.2] octane, tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decane, tricyclo [3.3.1.1 3,7 ] decane, Tetracyclo [6.2.1.1 3,6 . 0 2,7 ] polycyclic saturated hydrocarbons such as dodecane and adamantane;
Bicyclo [2.2.1] heptene, bicyclo [2.2.2] octene, tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decene, tricyclo [3.3.1.1 3,7 ] decene, Tetracyclo [6.2.1.1 3,6 . And a group obtained by removing (k + 1) hydrogen atoms from a polycyclic hydrocarbon such as 0 2,7 ] dodecene.

上記炭素数6〜30の芳香族炭化水素基としては、例えばベンゼン、ナフタレン、フェナントレン、アントラセン、テトラセン、ペンタセン、ピレン、ピセン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、メシチレン、クメン等の芳香族炭化水素から(k+1)個の水素原子を除いた基等が挙げられる。   Examples of the aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms include aromatic hydrocarbons such as benzene, naphthalene, phenanthrene, anthracene, tetracene, pentacene, pyrene, picene, toluene, xylene, ethylbenzene, mesitylene, cumene (k + 1). ) Groups from which a single hydrogen atom is removed.

上記Xで表されるフッ素原子を有する2価の連結基としては、例えばフッ素原子を有する炭素数1〜20の2価の直鎖状炭化水素基、この基とカルボニル基を組み合わせた2価の基等が挙げられる。上記Xとしては、例えば下記式(X−1)〜(X−7)で表される基等が挙げられる。   Examples of the divalent linking group having a fluorine atom represented by X include, for example, a divalent linear hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms having a fluorine atom, and a divalent combination of this group and a carbonyl group. Groups and the like. Examples of X include groups represented by the following formulas (X-1) to (X-7).

Figure 0006094574
Figure 0006094574

Xとしては、これらの中で、上記式(X−7)で表される基が好ましい。   Among these, X is preferably a group represented by the above formula (X-7).

上記R12で表される1価の有機基としては、例えば炭素数1〜30の直鎖状又は分岐状の炭化水素基、炭素数3〜30の脂環式炭化水素基、炭素数6〜30の芳香族炭化水素基、又はこれらの基と酸素原子、硫黄原子、エーテル基、エステル基、カルボニル基、イミノ基及びアミド基からなる群より選ばれる1種以上の基とを組み合わせた基等が挙げられる。Examples of the monovalent organic group represented by R 12 include a linear or branched hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 30 carbon atoms, and 6 to 6 carbon atoms. 30 aromatic hydrocarbon groups, or a combination of these groups and one or more groups selected from the group consisting of oxygen, sulfur, ether, ester, carbonyl, imino and amide groups, etc. Is mentioned.

上記R14で表される(m+1)価のフッ素原子を有さない連結基としては、例えば炭素数1〜30の直鎖状又は分岐状の炭化水素基、炭素数3〜30の脂環式炭化水素基、炭素数6〜30の芳香族炭化水素基、又は炭素数1〜30の炭化水素基と−CO−、−COO−、−OCO−、−O−、−NR−、−CS−、−S−、−SO−及び−SO−からなる群より選ばれる1種以上の基とを組み合わせた基等が挙げられる。上記R13で表される(m+1)価のフッ素原子を有さない連結基としては、例えば、上記R11で表される(k+1)価の連結基として例示した基のうち、フッ素原子を有さないものと同様の基等が挙げられる。Examples of the linking group having no (m + 1) -valent fluorine atom represented by R 14 include a linear or branched hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms and an alicyclic group having 3 to 30 carbon atoms. A hydrocarbon group, an aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms, or a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms and -CO-, -COO-, -OCO-, -O-, -NR-, -CS- , —S—, —SO—, and —SO 2 —, and a combination of one or more groups selected from the group consisting of —SO 2 — and the like. Examples of the linking group having no (m + 1) -valent fluorine atom represented by R 13 include a fluorine atom among the groups exemplified as the (k + 1) -valent linking group represented by R 11. Examples thereof include the same groups as those not to be used.

上記R15で表される少なくとも1個のフッ素原子を含む1価の炭化水素基としては、例えばフッ素化アルキル基、フッ素化脂環式炭化水素基、フッ素化芳香族炭化水素基等が挙げられる。Examples of the monovalent hydrocarbon group containing at least one fluorine atom represented by R 15 include a fluorinated alkyl group, a fluorinated alicyclic hydrocarbon group, and a fluorinated aromatic hydrocarbon group. .

構造単位(III−1)を与える単量体としては、例えば、トリフルオロメチル(メタ)アクリレート、2,2,2−トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、パーフルオロエチル(メタ)アクリレート、パーフルオロn−プロピル(メタ)アクリレート、パーフルオロi−プロピル(メタ)アクリレート、パーフルオロn−ブチル(メタ)アクリレート、パーフルオロi−ブチル(メタ)アクリレート、パーフルオロt−ブチル(メタ)アクリレート、パーフルオロシクロヘキシル(メタ)アクリレート、2−(1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ)プロピル(メタ)アクリレート、1−(2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロ)ペンチル(メタ)アクリレート、1−(2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロ)ヘキシル(メタ)アクリレート、パーフルオロシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート、1−(2,2,3,3,3−ペンタフルオロ)プロピル(メタ)アクリレート、1−(2,2,3,3,4,4,4−ヘプタフルオロ)ペンタ(メタ)アクリレート、1−(3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10−ヘプタデカフルオロ)デシル(メタ)アクリレート、1−(5−トリフルオロメチル−3,3,4,4,5,6,6,6−オクタフルオロ)ヘキシル(メタ)アクリレート等が挙げられる。   Examples of the monomer that gives the structural unit (III-1) include trifluoromethyl (meth) acrylate, 2,2,2-trifluoroethyl (meth) acrylate, perfluoroethyl (meth) acrylate, and perfluoro n. -Propyl (meth) acrylate, perfluoro i-propyl (meth) acrylate, perfluoro n-butyl (meth) acrylate, perfluoro i-butyl (meth) acrylate, perfluoro t-butyl (meth) acrylate, perfluorocyclohexyl (Meth) acrylate, 2- (1,1,1,3,3,3-hexafluoro) propyl (meth) acrylate, 1- (2,2,3,3,4,4,5,5-octafluoro ) Pentyl (meth) acrylate, 1- (2,2,3,3,4,4,5,5-octaful B) Hexyl (meth) acrylate, perfluorocyclohexylmethyl (meth) acrylate, 1- (2,2,3,3,3-pentafluoro) propyl (meth) acrylate, 1- (2,2,3,3, 4,4,4-heptafluoro) penta (meth) acrylate, 1- (3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10, 10-heptadecafluoro) decyl (meth) acrylate, 1- (5-trifluoromethyl-3,3,4,4,5,6,6,6-octafluoro) hexyl (meth) acrylate and the like.

構造単位(III−2)を与える単量体としては、例えば、(メタ)アクリル酸2−(1−エトキシカルボニル−1,1−ジフルオロ)ブチルエステル、(メタ)アクリル酸2−(1−t−ブトキシカルボニル−1,1−ジフルオロ)ブチルエステル、(メタ)アクリル酸(1,1,1−トリフルオロ−2−トリフルオロメチル−2−ヒドロキシ−3−プロピル)エステル、(メタ)アクリル酸(1,1,1−トリフルオロ−2−トリフルオロメチル−2−ヒドロキシ−4−ブチル)エステル、(メタ)アクリル酸(1,1,1−トリフルオロ−2−トリフルオロメチル−2−ヒドロキシ−4−シクロヘキシル−4−ブチル)エステル、(メタ)アクリル酸(1,1,1−トリフルオロ−2−トリフルオロメチル−2−ヒドロキシ−5−ペンチル)エステル、(メタ)アクリル酸(1,1,1−トリフルオロ−2−トリフルオロメチル−2−ヒドロキシ−4−ペンチル)エステル、(メタ)アクリル酸2−{[5−(1’,1’,1’−トリフルオロ−2’−トリフルオロメチル−2’−ヒドロキシ)プロピル]ビシクロ[2.2.1]ヘプチル}エステル等が挙げられる。これらのうち、(メタ)アクリル酸2−(1−t−ブトキシカルボニル−1,1−ジフルオロ)ブチルエステル及び(メタ)アクリル酸2−(1−エトキシカルボニル−1,1−ジフルオロ)ブチルエステルが好ましい。   Examples of the monomer that gives the structural unit (III-2) include (meth) acrylic acid 2- (1-ethoxycarbonyl-1,1-difluoro) butyl ester and (meth) acrylic acid 2- (1-t). -Butoxycarbonyl-1,1-difluoro) butyl ester, (meth) acrylic acid (1,1,1-trifluoro-2-trifluoromethyl-2-hydroxy-3-propyl) ester, (meth) acrylic acid ( 1,1,1-trifluoro-2-trifluoromethyl-2-hydroxy-4-butyl) ester, (meth) acrylic acid (1,1,1-trifluoro-2-trifluoromethyl-2-hydroxy-) 4-cyclohexyl-4-butyl) ester, (meth) acrylic acid (1,1,1-trifluoro-2-trifluoromethyl-2-hydroxy-5-pen) ) Ester, (meth) acrylic acid (1,1,1-trifluoro-2-trifluoromethyl-2-hydroxy-4-pentyl) ester, (meth) acrylic acid 2-{[5- (1 ′, 1 ', 1'-trifluoro-2'-trifluoromethyl-2'-hydroxy) propyl] bicyclo [2.2.1] heptyl} ester and the like. Of these, (meth) acrylic acid 2- (1-t-butoxycarbonyl-1,1-difluoro) butyl ester and (meth) acrylic acid 2- (1-ethoxycarbonyl-1,1-difluoro) butyl ester are preferable.

構造単位(III−3)を与える単量体としては、例えば、(メタ)アクリル酸2−(1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2−プロポキシカルボニル)ノルボルナンラクトニルエステル、(メタ)アクリル酸2−(2,2,2−トリフルオロエトキシカルボニル)ノルボルナンラクトニルエステル、(メタ)アクリル酸4−(1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2−プロポキシカルボニル)シクロヘキシルエステル、(メタ)アクリル酸4−(2,2,2−トリフルオロエトキシカルボニル)シクロヘキシルエステル等が挙げられる。   Examples of the monomer that gives the structural unit (III-3) include (meth) acrylic acid 2- (1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2-propoxycarbonyl) norbornane lactonyl ester, (Meth) acrylic acid 2- (2,2,2-trifluoroethoxycarbonyl) norbornane lactonyl ester, (meth) acrylic acid 4- (1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2-propoxy Examples include carbonyl) cyclohexyl ester, (meth) acrylic acid 4- (2,2,2-trifluoroethoxycarbonyl) cyclohexyl ester, and the like.

構造単位(III)としては、例えば下記式(3−1−1)〜(3−1−6)、式(3−2−1)〜(3−2−3)及び式(3−3−1)で表される構造単位等が挙げられる。   Examples of the structural unit (III) include the following formulas (3-1-1) to (3-1-6), formulas (3-2-1) to (3-2-3), and formulas (3-3). Examples thereof include the structural unit represented by 1).

Figure 0006094574
Figure 0006094574

上記式(3−1−1)〜(3−1−6)中、Rは、上記式(3−1)と同義である。上記式(3−2−1)〜(3−2−3)中、R10は、上記式(3−2)と同義である。上記式(3−3−1)中、R13は、上記式(3−3)と同義である。In the above formulas (3-1-1) to (3-1-6), R 8 has the same meaning as the above formula (3-1). In the formulas (3-2-1) to (3-2-3), R 10 has the same meaning as the formula (3-2). In the above formula (3-3-1), R 13 has the same meaning as in the above formula (3-3).

これらの中でも、上記式(3−1−1)で表される構造単位、式(3−1−3)で表される構造単位が好ましい。   Among these, the structural unit represented by the formula (3-1-1) and the structural unit represented by the formula (3-1-3) are preferable.

構造単位(III)の含有割合としては、[A]重合体を構成する全構造単位に対して0モル%以上90モル%以下が好ましく、0モル%以上50モル%以下がより好ましい。   As a content rate of structural unit (III), 0 to 90 mol% is preferable with respect to all the structural units which comprise a [A] polymer, and 0 to 50 mol% is more preferable.

[A]重合体は、構造単位(I)〜(III)以外のその他の構造単位を1種以上有してもよい。その他の構造単位の含有割合としては、30モル%以下が好ましく、20モル%以下がより好ましい。   [A] The polymer may have one or more other structural units other than the structural units (I) to (III). As a content rate of another structural unit, 30 mol% or less is preferable and 20 mol% or less is more preferable.

[A]重合体の含有量としては、当該液浸露光用感放射線性樹脂組成物の全固形分に対して、0.1質量%以上50質量%以下が好ましく、0.1質量%以上20質量%以下がより好ましく、0.5質量%以上15質量%以下がさらに好ましく、1質量%以上10質量%以下が特に好ましい。   [A] The content of the polymer is preferably 0.1% by mass or more and 50% by mass or less, and preferably 0.1% by mass or more and 20% by mass or less with respect to the total solid content of the radiation-sensitive resin composition for immersion exposure. % By mass or less is more preferable, 0.5% by mass or more and 15% by mass or less is more preferable, and 1% by mass or more and 10% by mass or less is particularly preferable.

[A]重合体の含有量としては、後述する[C]重合体100質量部に対して0.1質量部以上20質量部以下が好ましく、0.5質量部以上15質量部以下がより好ましく、1質量部以上10質量部以下がさらに好ましい。   [A] The content of the polymer is preferably 0.1 parts by mass or more and 20 parts by mass or less, and more preferably 0.5 parts by mass or more and 15 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the polymer [C] described later. 1 part by mass or more and 10 parts by mass or less are more preferable.

<[A]重合体の合成方法>
[A]重合体は、例えば所定の各構造単位を与える単量体を、ラジカル重合開始剤を使用し、適当な溶媒中で重合することにより合成できる。
<[A] Polymer Synthesis Method>
[A] The polymer can be synthesized, for example, by polymerizing a monomer that gives each predetermined structural unit in a suitable solvent using a radical polymerization initiator.

重合反応の方法としては、例えば単量体及びラジカル開始剤を含有する溶液を、反応溶媒又は単量体を含有する溶液に滴下して重合反応させる方法;単量体を含有する溶液と、ラジカル開始剤を含有する溶液とを各別に、反応溶媒又は単量体を含有する溶液に滴下して重合反応させる方法;各々の単量体を含有する複数種の溶液と、ラジカル開始剤を含有する溶液とを各別に、反応溶媒又は単量体を含有する溶液に滴下して重合反応させる方法等が挙げられる。   As a polymerization reaction method, for example, a solution containing a monomer and a radical initiator is dropped into a reaction solvent or a solution containing a monomer to cause a polymerization reaction; a solution containing the monomer and a radical A method in which a solution containing an initiator is dropped into a reaction solvent or a solution containing a monomer separately to cause a polymerization reaction; a plurality of types of solutions containing each monomer, and a radical initiator For example, a method may be used in which the solution is dropped into a reaction solvent or a monomer-containing solution to cause a polymerization reaction.

上記ラジカル開始剤としては、例えば2,2’−アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(2−シクロプロピルプロピオニトリル)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビスイソ酪酸ジメチル等が挙げられる。これらのラジカル開始剤は2種以上を混合して使用できる。   Examples of the radical initiator include 2,2′-azobisisobutyronitrile (AIBN), 2,2′-azobis (4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobis ( 2-cyclopropylpropionitrile), 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), dimethyl 2,2′-azobisisobutyrate and the like. These radical initiators can be used in combination of two or more.

上記重合に使用される溶媒としては、例えば
n−ペンタン、n−ヘキサン、n−ヘプタン、n−オクタン、n−ノナン、n−デカン等のアルカン類;
シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン、デカリン、ノルボルナン等のシクロアルカン類;
ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、クメン等の芳香族炭化水素類;
クロロブタン類、ブロモヘキサン類、ジクロロエタン類、ヘキサメチレンジブロミド、クロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類;
酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸i−ブチル、プロピオン酸メチル等の飽和カルボン酸エステル類;
アセトン、2−ブタノン、4−メチル−2−ペンタノン、2−ヘプタノンなどのケトン類;
テトラヒドロフラン、ジメトキシエタン類、ジエトキシエタン類等のエーテル類;
メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、4−メチル−2−ペンタノール等のアルコール類等が挙げられる。なお、これらの溶媒は、2種以上を併用してもよい。
Examples of the solvent used for the polymerization include alkanes such as n-pentane, n-hexane, n-heptane, n-octane, n-nonane, and n-decane;
Cycloalkanes such as cyclohexane, cycloheptane, cyclooctane, decalin, norbornane;
Aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, cumene;
Halogenated hydrocarbons such as chlorobutanes, bromohexanes, dichloroethanes, hexamethylene dibromide, chlorobenzene;
Saturated carboxylic acid esters such as ethyl acetate, n-butyl acetate, i-butyl acetate and methyl propionate;
Ketones such as acetone, 2-butanone, 4-methyl-2-pentanone, 2-heptanone;
Ethers such as tetrahydrofuran, dimethoxyethanes, diethoxyethanes;
Examples include alcohols such as methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, and 4-methyl-2-pentanol. In addition, these solvents may use 2 or more types together.

[A]重合体を合成するための重合反応においては、分子量を調整するために、分子量調整剤を使用できる。分子量調整剤としては、例えばクロロホルム、四臭化炭素等のハロゲン化炭化水素類;n−ヘキシルメルカプタン、n−オクチルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタン、t−ドデシルメルカプタン、チオグリコール酸等のメルカプタン類;ジメチルキサントゲンスルフィド、ジイソプロピルキサントゲンジスルフィド等のキサントゲン類;ターピノーレン、α−メチルスチレンダイマー等が挙げられる。   [A] In the polymerization reaction for synthesizing the polymer, a molecular weight modifier can be used to adjust the molecular weight. Examples of the molecular weight modifier include halogenated hydrocarbons such as chloroform and carbon tetrabromide; mercaptans such as n-hexyl mercaptan, n-octyl mercaptan, n-dodecyl mercaptan, t-dodecyl mercaptan, and thioglycolic acid; Xanthogens such as xanthogen sulfide and diisopropylxanthogen disulfide; terpinolene, α-methylstyrene dimer and the like.

上記重合における反応温度としては、通常40℃〜150℃であり、好ましくは50℃〜120℃である。反応時間としては、通常1時間〜48時間であり、好ましくは1時間〜24時間である。   As reaction temperature in the said superposition | polymerization, it is 40 to 150 degreeC normally, Preferably it is 50 to 120 degreeC. The reaction time is usually 1 hour to 48 hours, preferably 1 hour to 24 hours.

重合反応により得られた重合体は、再沈殿法により回収することができる。再沈溶媒としては、アルコール系溶媒等を使用できる。   The polymer obtained by the polymerization reaction can be recovered by a reprecipitation method. As the reprecipitation solvent, an alcohol solvent or the like can be used.

[A]重合体のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によるポリスチレン換算重量平均分子量(Mw)としては、1,000以上50,000以下が好ましく、2,000以上30,000以下がより好ましく、3,000以上15,000以下がさらに好ましく、3,000以上10,000以下が特に好ましい。[A]重合体のMwを上記範囲とすることで、[A]重合体のレジスト膜表層への偏在化を促進することができ、その結果、当該液浸露光用感放射線性樹脂組成物は、形成されるレジスト膜の後退接触角を、液浸露光時にはより大きく、現像後にはより小さくすることができる。   [A] The weight average molecular weight (Mw) in terms of polystyrene by gel permeation chromatography (GPC) of the polymer is preferably 1,000 or more and 50,000 or less, more preferably 2,000 or more and 30,000 or less. Is more preferably from 3,000 to 15,000, particularly preferably from 3,000 to 10,000. [A] By making Mw of a polymer into the said range, the uneven distribution of [A] polymer to the resist film surface layer can be accelerated | stimulated, As a result, the said radiation sensitive resin composition for immersion exposure is as follows. The receding contact angle of the formed resist film can be made larger during immersion exposure and smaller after development.

[A]重合体のMwとGPC法によるポリスチレン換算数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)としては、1以上5以下が好ましく、1以上3以下がより好ましく、1以上2以下がさらに好ましく、1.2以上1.6以下が特に好ましい。   [A] The ratio (Mw / Mn) between the polymer Mw and the polystyrene-equivalent number average molecular weight (Mn) by the GPC method is preferably from 1 to 5, more preferably from 1 to 3, more preferably from 1 to 2. More preferably, 1.2 or more and 1.6 or less are especially preferable.

なお、本明細書における重合体のMw及びMnは、下記条件によるGPCにより測定したものである。
カラム:G2000HXL 2本、G3000HXL 1本、及びG4000HXL 1本(東ソー製)
移動相:テトラヒドロフラン
カラム温度:40℃
流速:1.0mL/分
試料濃度:1.0質量%
試料注入量:100μL
検出器:示差屈折計
標準物質:単分散ポリスチレン
In addition, Mw and Mn of the polymer in this specification are measured by GPC under the following conditions.
Column: 2 G2000HXL, 1 G3000HXL, and 1 G4000HXL (manufactured by Tosoh)
Mobile phase: Tetrahydrofuran Column temperature: 40 ° C
Flow rate: 1.0 mL / min Sample concentration: 1.0% by mass
Sample injection volume: 100 μL
Detector: Differential refractometer Standard material: Monodisperse polystyrene

<[B]酸発生体>
[B]酸発生体は、露光により酸を発生し、その酸により[A]重合体及び後述する[C]重合体等が有する酸解離性基を解離させ、カルボキシル基を発生させる。その結果、これらの重合体の極性が増大し、露光部における重合体がアルカリ現像液に対して可溶となる。当該液浸露光用感放射線性樹脂組成物における[B]酸発生体の含有形態としては、後述するような化合物の形態(以下、適宜「[B]酸発生剤」という)でも、重合体の一部として組み込まれた形態でも、これらの両方の形態でもよい。
<[B] Acid generator>
[B] The acid generator generates an acid upon exposure, and the acid dissociates an acid-dissociable group contained in the [A] polymer and the later-described [C] polymer to generate a carboxyl group. As a result, the polarities of these polymers increase, and the polymer in the exposed area becomes soluble in the alkaline developer. The inclusion form of the [B] acid generator in the radiation-sensitive resin composition for immersion exposure may be a compound form as will be described later (hereinafter referred to as “[B] acid generator” where appropriate). It may be a form incorporated as part or both of these forms.

[B]酸発生剤としては、例えばオニウム塩化合物、N−スルホニルオキシイミド化合物、ハロゲン含有化合物、ジアゾケトン化合物等が挙げられる。   [B] Examples of the acid generator include onium salt compounds, N-sulfonyloxyimide compounds, halogen-containing compounds, diazoketone compounds, and the like.

オニウム塩化合物としては、例えばスルホニウム塩、テトラヒドロチオフェニウム塩、ヨードニウム塩、ホスホニウム塩、ジアゾニウム塩、ピリジニウム塩等が挙げられる。   Examples of the onium salt compounds include sulfonium salts, tetrahydrothiophenium salts, iodonium salts, phosphonium salts, diazonium salts, pyridinium salts, and the like.

スルホニウム塩としては、例えばトリフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、トリフェニルスルホニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、トリフェニルスルホニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、トリフェニルスルホニウム2−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、トリフェニルスルホニウム2−(1−アダマンチル)−1,1−ジフルオロエタンスルホネート、4−シクロヘキシルフェニルジフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、4−シクロヘキシルフェニルジフェニルスルホニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、4−シクロヘキシルフェニルジフェニルスルホニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、4−シクロヘキシルフェニルジフェニルスルホニウム2−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、4−メタンスルホニルフェニルジフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、4−メタンスルホニルフェニルジフェニルスルホニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、4−メタンスルホニルフェニルジフェニルスルホニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、4−メタンスルホニルフェニルジフェニルスルホニウム2−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、トリフェニルスルホニウム1,1,2,2−テトラフルオロ−6−(1−アダマンチルカルボニルオキシ)−ヘキサン−1−スルホネート等が挙げられる。   Examples of the sulfonium salt include triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, triphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate, triphenylsulfonium perfluoro-n-octanesulfonate, triphenylsulfonium 2-bicyclo [2.2.1] hept- 2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, triphenylsulfonium 2- (1-adamantyl) -1,1-difluoroethanesulfonate, 4-cyclohexylphenyldiphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, 4-cyclohexylphenyldiphenyl Sulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate, 4-cyclohexylphenyldiphenylsulfonium perfluoro-n-octanesulfonate 4-cyclohexylphenyldiphenylsulfonium 2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, 4-methanesulfonylphenyldiphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, 4- Methanesulfonylphenyldiphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate, 4-methanesulfonylphenyldiphenylsulfonium perfluoro-n-octanesulfonate, 4-methanesulfonylphenyldiphenylsulfonium 2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl -1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, triphenylsulfonium 1,1,2,2-tetrafluoro-6- (1-adamantylcarbonyloxy) -hexane-1-s Honeto, and the like.

テトラヒドロチオフェニウム塩としては、例えば1−(4−n−ブトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、1−(4−n−ブトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、1−(4−n−ブトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、1−(4−n−ブトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウム2−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、1−(6−n−ブトキシナフタレン−2−イル)テトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、1−(6−n−ブトキシナフタレン−2−イル)テトラヒドロチオフェニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、1−(6−n−ブトキシナフタレン−2−イル)テトラヒドロチオフェニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、1−(6−n−ブトキシナフタレン−2−イル)テトラヒドロチオフェニウム2−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、1−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)テトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、1−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)テトラヒドロチオフェニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、1−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)テトラヒドロチオフェニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、1−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)テトラヒドロチオフェニウム2−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート等が挙げられる。   Examples of the tetrahydrothiophenium salt include 1- (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate, 1- (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium nona. Fluoro-n-butanesulfonate, 1- (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium perfluoro-n-octanesulfonate, 1- (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophene Nitro 2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, 1- (6-n-butoxynaphthalen-2-yl) tetrahydrothiophenium trifluoromethane Sulfonate, 1- (6-n-butoxynaphthalene-2 Yl) tetrahydrothiophenium nonafluoro-n-butanesulfonate, 1- (6-n-butoxynaphthalen-2-yl) tetrahydrothiophenium perfluoro-n-octanesulfonate, 1- (6-n-butoxynaphthalene- 2-yl) tetrahydrothiophenium 2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) ) Tetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate, 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiophenium nonafluoro-n-butanesulfonate, 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydro Thiophenium perfluoro-n-octance Phonates, 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiophenium 2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, etc. Can be mentioned.

ヨードニウム塩としては、例えばジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、ジフェニルヨードニウム2−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウム2−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート等が挙げられる。   Examples of the iodonium salt include diphenyliodonium trifluoromethanesulfonate, diphenyliodonium nonafluoro-n-butanesulfonate, diphenyliodonium perfluoro-n-octanesulfonate, diphenyliodonium 2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl- 1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium trifluoromethanesulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium nonafluoro-n-butanesulfonate, bis (4-t -Butylphenyl) iodonium perfluoro-n-octanesulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium 2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl-1,1,2,2-tetra Le Oro ethanesulfonate.

N−スルホニルオキシイミド化合物としては、例えばN−(トリフルオロメタンスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(ノナフルオロ−n−ブタンスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(パーフルオロ−n−オクタンスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(2−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド等が挙げられる。   Examples of the N-sulfonyloxyimide compound include N- (trifluoromethanesulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N- (nonafluoro-n-butanesulfonyloxy). ) Bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N- (perfluoro-n-octanesulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2 , 3-dicarboximide, N- (2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept- 5-ene-2,3-dicarboximide and the like can be mentioned.

これらの中で、オニウム塩化合物が好ましく、スルホニウム塩がより好ましく、トリフェニルスルホニウムパーフルオロアルカンスルホネートがさらに好ましく、トリフェニルスルホニウムノナ−n−ブタンスルホネートが特に好ましい。   Among these, onium salt compounds are preferable, sulfonium salts are more preferable, triphenylsulfonium perfluoroalkane sulfonate is more preferable, and triphenylsulfonium nona-n-butanesulfonate is particularly preferable.

[B]酸発生体の含有量としては、[B]酸発生体が酸発生剤である場合の含有量としては、当該液浸露光用感放射線性樹脂組成物の感度及び現像性を確保する観点から、[A]重合体100質量部に対して、0.5質量部以上20,000質量部以下が好ましく、5質量部以上10,000質量部以下がより好ましく、10質量部以上1,000質量部以下がさらに好ましく、50質量部以上500質量部以下が特に好ましい。   [B] As the content of the acid generator, as the content when [B] the acid generator is an acid generator, the sensitivity and developability of the radiation-sensitive resin composition for immersion exposure are ensured. In view of 100 parts by mass of the polymer [A], 0.5 parts by mass or more and 20,000 parts by mass or less are preferable, 5 parts by mass or more and 10,000 parts by mass or less are more preferable, and 10 parts by mass or more and 1, 000 parts by mass or less is more preferable, and 50 parts by mass or more and 500 parts by mass or less is particularly preferable.

また、[B]酸発生剤の含有量としては、当該液浸露光用感放射線性樹脂組成物の感度及び現像性を確保する観点から、後述する[C]重合体100質量部に対して、0.1質量部以上20質量部以下が好ましく、0.5質量部以上17質量部以下がより好ましく、1質量部以上15質量部以下がさらに好ましい。   Moreover, as content of [B] acid generator, from a viewpoint of ensuring the sensitivity and developability of the said radiation sensitive resin composition for immersion exposure, with respect to 100 mass parts of [C] polymer mentioned later, 0.1 parts by mass or more and 20 parts by mass or less are preferable, 0.5 parts by mass or more and 17 parts by mass or less are more preferable, and 1 part by mass or more and 15 parts by mass or less are more preferable.

[B]酸発生剤の含有量を上記範囲とすることで、当該液浸露光用感放射線性樹脂組成物の感度及び現像性を向上することができる。[B]酸発生体は、1種単独で又は2種以上を混合して用いることができる。   [B] By making content of an acid generator into the said range, the sensitivity and developability of the said radiation sensitive resin composition for immersion exposure can be improved. [B] The acid generator can be used alone or in combination of two or more.

<[C]重合体>
[C]重合体は、[A]重合体よりもフッ素原子含有率の小さい重合体であって、酸解離性基を有する重合体である。[C]重合体は当該液浸露光用感放射線性樹脂組成物においてベース重合体となる重合体である。なお、「ベース重合体」とは、感放射線性樹脂組成物から形成されるレジスト膜を構成する重合体の主成分となる重合体をいい、好ましくは、レジスト膜を構成する全重合体に対して50質量%以上を占める重合体をいう。
<[C] polymer>
The [C] polymer is a polymer having a fluorine atom content smaller than that of the [A] polymer, and is a polymer having an acid dissociable group. [C] The polymer is a polymer that becomes a base polymer in the radiation-sensitive resin composition for immersion exposure. The “base polymer” refers to a polymer that is a main component of a polymer that constitutes a resist film formed from a radiation-sensitive resin composition, and is preferably based on the total polymer that constitutes the resist film. Refers to a polymer occupying 50% by mass or more.

[C]重合体のフッ素原子含有率は、[A]重合体のフッ素原子含有率より小さいため、[A]重合体が形成されるレジスト膜表層に効果的に偏在化することができ、その結果、当該液浸露光用感放射線性樹脂組成物は、形成されるレジスト膜の後退接触角を、液浸露光時にはより大きく、現像後にはより小さくすることができる。   Since the fluorine atom content of the [C] polymer is smaller than the fluorine atom content of the [A] polymer, it can be effectively unevenly distributed in the resist film surface layer on which the [A] polymer is formed. As a result, the radiation-sensitive resin composition for immersion exposure can make the receding contact angle of the resist film formed larger during immersion exposure and smaller after development.

[C]重合体のフッ素原子含有率としては、5質量%未満が好ましく、3質量%以下がより好ましく、1質量%以下がさらに好ましい。   [C] The fluorine atom content of the polymer is preferably less than 5% by mass, more preferably 3% by mass or less, and even more preferably 1% by mass or less.

[C]重合体は、酸解離性基を含む構造単位(以下、「構造単位(C−II)」ともいう)を有し、この構造単位以外にも、例えばラクトン構造、環状カーボネート構造及びスルトン構造からなる群より選ばれる少なくとも1種の構造を有する構造単位(以下、「構造単位(IV)」ともいう)を有することが好ましく、また、これらの構造単位以外の他の構造単位を有していてもよい。[C]重合体は、各構造単位を1種又は2種以上有していてもよい。以下、各構造単位について説明する。   [C] The polymer has a structural unit containing an acid-dissociable group (hereinafter also referred to as “structural unit (C-II)”). In addition to this structural unit, for example, a lactone structure, a cyclic carbonate structure, and a sultone It preferably has a structural unit having at least one structure selected from the group consisting of structures (hereinafter also referred to as “structural unit (IV)”), and has other structural units other than these structural units. It may be. [C] The polymer may have one or more of each structural unit. Hereinafter, each structural unit will be described.

[構造単位(C−II)]
[C]重合体は、構造単位(C−II)を有することで、[B]酸発生体から発生する酸の作用により、酸解離性基が解離してカルボキシル基等が生じる。その結果、[C]重合体は、極性が変化し、アルカリ現像液に対する溶解性が変化する。
[Structural unit (C-II)]
Since the [C] polymer has the structural unit (C-II), the acid-dissociable group is dissociated by the action of the acid generated from the [B] acid generator to generate a carboxyl group or the like. As a result, the polarity of the [C] polymer changes, and the solubility in the alkali developer changes.

構造単位(C−II)としては、酸解離性基を有する限り特に限定されないが、例えば、上述した[A]重合体における構造単位(II)等が挙げられる。   The structural unit (C-II) is not particularly limited as long as it has an acid dissociable group, and examples thereof include the structural unit (II) in the above-described [A] polymer.

構造単位(C−II)としては、1−アルキル−1−シクロアルキル(メタ)アクリレートに由来する構造単位、2−アルキル−2−アダマンチル(メタ)アクリレートに由来する構造単位が好ましく、1−アルキル−1−シクロペンチル(メタ)アクリレートに由来する構造単位、2−アルキル−2−アダマンチル(メタ)アクリレートに由来する構造単位がより好ましく、1−メチル−1−シクロペンチル(メタ)アクリレートに由来する構造単位、1−エチル−1−シクロペンチル(メタ)アクリレートに由来する構造単位、1−i−プロピル−1−シクロペンチル(メタ)アクリレートに由来する構造単位、2−メチル−2−アダマンチル(メタ)アクリレートに由来する構造単位、2−エチル−2−アダマンチル(メタ)アクリレートに由来する構造単位がさらに好ましい。   The structural unit (C-II) is preferably a structural unit derived from 1-alkyl-1-cycloalkyl (meth) acrylate or a structural unit derived from 2-alkyl-2-adamantyl (meth) acrylate. Structural units derived from -1-cyclopentyl (meth) acrylate, structural units derived from 2-alkyl-2-adamantyl (meth) acrylate are more preferred, and structural units derived from 1-methyl-1-cyclopentyl (meth) acrylate , Structural unit derived from 1-ethyl-1-cyclopentyl (meth) acrylate, structural unit derived from 1-i-propyl-1-cyclopentyl (meth) acrylate, derived from 2-methyl-2-adamantyl (meth) acrylate Structural unit, 2-ethyl-2-adamantyl (meth) acrylate More preferably a structural unit derived from bets.

構造単位(C−II)を与える単量体としては、上記[A]重合体の構造単位(II)を与える単量体として例示したものの中で、単量体(2−2)、(2−3)、(2−4)、(2−9)及び(2−10)が好ましい。   As the monomer that gives the structural unit (C-II), among the monomers exemplified as the monomer that gives the structural unit (II) of the [A] polymer, the monomers (2-2) and (2 -3), (2-4), (2-9) and (2-10) are preferred.

構造単位(C−II)の含有割合としては、[C]重合体を構成する全構造単位に対して、10モル%以上90モル%以下が好ましく、30モル%以上80モル%以下がより好ましく、40モル%以上70モル%以下がさらに好ましい。構造単位(C−II)の含有割合を上記範囲とすることで、当該液浸露光用感放射線性樹脂組成物のパターン形成性を向上させることができる。   The content ratio of the structural unit (C-II) is preferably 10 mol% or more and 90 mol% or less, more preferably 30 mol% or more and 80 mol% or less, with respect to all the structural units constituting the [C] polymer. 40 mol% or more and 70 mol% or less is more preferable. By making the content rate of a structural unit (C-II) into the said range, the pattern formation property of the said radiation sensitive resin composition for immersion exposure can be improved.

[構造単位(IV)]
構造単位(IV)は、ラクトン構造、環状カーボネート構造及びスルトン構造からなる群より選択される少なくとも1種の構造を含む構造単位である。[C]重合体が構造単位(IV)を有することで、当該液浸露光用感放射線性樹脂組成物から形成されるレジスト膜の基板への密着性等を高めることができる。
[Structural unit (IV)]
The structural unit (IV) is a structural unit including at least one structure selected from the group consisting of a lactone structure, a cyclic carbonate structure, and a sultone structure. When the polymer [C] has the structural unit (IV), the adhesion of the resist film formed from the radiation-sensitive resin composition for immersion exposure to the substrate can be enhanced.

構造単位(IV)を与える単量体としては、例えば、下記式(4−1)〜(4−14)で表される単量体等が挙げられる。   Examples of the monomer that gives the structural unit (IV) include monomers represented by the following formulas (4-1) to (4-14).

Figure 0006094574
Figure 0006094574

上記単量体のうち、単量体(4−1)、単量体(4−2)、単量体(4−3)が好ましく、単量体(4−1)がより好ましい。   Among the above monomers, the monomer (4-1), the monomer (4-2), and the monomer (4-3) are preferable, and the monomer (4-1) is more preferable.

構造単位(IV)の含有割合としては、[C]重合体を構成する全構造単位に対して10モル%以上80モル%以下が好ましく、20モル%以上70モル%以下がより好ましいく、30モル%以上60モル%以下がさらに好ましい。構造単位(IV)の含有割合を上記範囲とすることで、当該液浸露光用感放射線性樹脂組成物から形成されるレジスト膜の基板との密着性を高めることができる。   The content ratio of the structural unit (IV) is preferably 10 mol% or more and 80 mol% or less, more preferably 20 mol% or more and 70 mol% or less, based on all the structural units constituting the [C] polymer. More preferably, it is more than mol% and less than 60 mol%. By making the content rate of structural unit (IV) into the said range, the adhesiveness with the board | substrate of the resist film formed from the said radiation sensitive resin composition for immersion exposure can be improved.

[他の構造単位]
[C]重合体は、構造単位(C−II)及び構造単位(IV)以外の他の構造単位として、例えば、極性基を含む構造単位等を有してもよい。極性基としては、例えば、カルボキシ基、ヒドロキシ基、シアノ基、ニトロ基、スルホンアミド基等が挙げられる。これらの中で、カルボキシ基、ヒドロキシ基が好ましい。他の構造単位の含有割合としては、[C]重合体を構成する全構造単位に対して、30モル%以下が好ましく、20モル%以下がより好ましい。
[Other structural units]
[C] The polymer may have, for example, a structural unit containing a polar group as another structural unit other than the structural unit (C-II) and the structural unit (IV). Examples of the polar group include a carboxy group, a hydroxy group, a cyano group, a nitro group, and a sulfonamide group. Among these, a carboxy group and a hydroxy group are preferable. As a content rate of another structural unit, 30 mol% or less is preferable with respect to all the structural units which comprise a [C] polymer, and 20 mol% or less is more preferable.

[C]重合体の含有量としては、[A]重合体100質量部に対して、500質量部以上10,000質量部以下が好ましく、700質量部以上7,000質量部以下がより好ましく、1,000質量部以上4,000質量部以下がさらに好ましい。   [C] The content of the polymer is preferably 500 parts by mass or more and 10,000 parts by mass or less, more preferably 700 parts by mass or more and 7,000 parts by mass or less, with respect to 100 parts by mass of the polymer [A]. More preferably, it is 1,000 to 4,000 parts by mass.

[C]重合体の含有量としては、当該液浸露光用感放射線性樹脂組成物の全固形分に対して、70質量%以上が好ましく、75質量%以上がより好ましく、80質量%以上がさらに好ましい。   [C] The content of the polymer is preferably 70% by mass or more, more preferably 75% by mass or more, and more preferably 80% by mass or more based on the total solid content of the radiation-sensitive resin composition for immersion exposure. Further preferred.

<[C]重合体の合成方法>
[C]重合体は、所定の構造単位を与える単量体を用い、上述した[A]重合体の合成方法と同様の方法で合成することができる。
<[C] Polymer Synthesis Method>
[C] The polymer can be synthesized by a method similar to the above-described method for synthesizing the [A] polymer, using a monomer that gives a predetermined structural unit.

[C]重合体のMwとしては、1,000以上50,000以下が好ましく、2,000以上30,000以下がより好ましく、3,000以上15,000以下がさらに好ましく、3,000以上10,000以下が特に好ましい。[C]重合体のMwを上記特定範囲とすることで、当該液浸露光用感放射線性樹脂組成物は感度、解像性等のリソグラフィー性能を向上させることができる。   [C] The Mw of the polymer is preferably 1,000 to 50,000, more preferably 2,000 to 30,000, still more preferably 3,000 to 15,000, and more preferably 3,000 to 10 1,000 or less is particularly preferable. [C] By making Mw of a polymer into the specific range, the radiation-sensitive resin composition for immersion exposure can improve lithography performance such as sensitivity and resolution.

[C]重合体のMw/Mnとしては、1以上5以下が好ましく、1以上3以下がより好ましく、1以上2以下がさらに好ましく、1.2以上1.6以下が特に好ましい。[C]重合体のMw/Mnを上記範囲とすることで、当該液浸露光用感放射線性樹脂組成物は、感度、解像性等のリソグラフィー性能を向上させることができる。   [C] The Mw / Mn of the polymer is preferably 1 or more and 5 or less, more preferably 1 or more and 3 or less, further preferably 1 or more and 2 or less, and particularly preferably 1.2 or more and 1.6 or less. [C] By making Mw / Mn of a polymer into the said range, the said radiation sensitive resin composition for liquid immersion exposure can improve lithography performance, such as a sensitivity and resolution.

<[D]酸拡散制御体>
当該液浸露光用感放射線性樹脂組成物は、[D]酸拡散制御体をさらに含有することが好ましい。[D]酸拡散制御剤は、露光により[B]酸発生体から生じる酸のレジスト膜中における拡散現象を制御し、非露光領域における好ましくない化学反応を抑制する効果を奏する。従って、当該液浸露光用感放射線性樹脂組成物は、[D]酸拡散制御体をさらに含有することで、上述の後退接触角等の特性を維持しつつ、解像性等のリソグラフィー性能を向上することができる。当該液浸露光用感放射線性樹脂組成物における[D]酸拡散制御体の含有形態としては、後述するような化合物の形態(以下、適宜「[D]酸拡散制御剤」という)でも重合体の一部として組み込まれた形態でも、これらの両方の形態でもよい。
<[D] Acid diffusion controller>
The radiation-sensitive resin composition for immersion exposure preferably further contains a [D] acid diffusion controller. The acid diffusion control agent [D] controls the diffusion phenomenon of the acid generated from the acid generator [B] upon exposure in the resist film, and has the effect of suppressing undesirable chemical reactions in the non-exposed areas. Therefore, the radiation-sensitive resin composition for immersion exposure further includes lithography performance such as resolution while maintaining the above-described receding contact angle and the like by further including [D] acid diffusion controller. Can be improved. The inclusion form of the [D] acid diffusion controller in the radiation-sensitive resin composition for immersion exposure is a polymer even in the form of a compound as will be described later (hereinafter referred to as “[D] acid diffusion controller” as appropriate). May be incorporated as a part of or both of these forms.

[D]酸拡散制御剤としては、例えば、N−t−アルコキシカルボニル基含有アミノ化合物、3級アミン化合物、4級アンモニウムヒドロキシド化合物等が挙げられる。   [D] Examples of the acid diffusion controller include Nt-alkoxycarbonyl group-containing amino compounds, tertiary amine compounds, quaternary ammonium hydroxide compounds, and the like.

N−t−アルコキシカルボニル基含有アミノ化合物としては、例えば、N−t−ブトキシカルボニルジ−n−オクチルアミン、N−t−アミロキシカルボニルジ−n−オクチルアミン、N−t−ブトキシカルボニルジ−n−ノニルアミン、N−t−アミロキシカルボニルジ−n−ノニルアミン、N−t−ブトキシカルボニルジ−n−デシルアミン、N−t−アミロキシカルボニルジ−n−デシルアミン、N−t−ブトキシカルボニルジシクロヘキシルアミン、N−t−アミロキシカルボニルジシクロヘキシルアミン、N−t−ブトキシカルボニル−1−アダマンチルアミン、N−t−アミロキシカルボニル−1−アダマンチルアミン、N−t−ブトキシカルボニル−2−アダマンチルアミン、N−t−アミロキシカルボニル−2−アダマンチルアミン、N−t−ブトキシカルボニル−N−メチル−1−アダマンチルアミン、N−t−アミロキシカルボニル−N−メチル−1−アダマンチルアミン、(S)−(−)−1−(t−ブトキシカルボニル)−2−ピロリジンメタノール、(S)−(−)−1−(t−アミロキシカルボニル)−2−ピロリジンメタノール、(R)−(+)−1−(t−ブトキシカルボニル)−2−ピロリジンメタノール、(R)−(+)−1−(t−アミロキシカルボニル)−2−ピロリジンメタノール、N−t−ブトキシカルボニル−4−ヒドロキシピペリジン、N−t−アミロキシカルボニル−4−ヒドロキシピペリジン、N−t−ブトキシカルボニルピロリジン、N−t−アミロキシカルボニルピロリジン、N,N’−ジ−t−ブトキシカルボニルピペラジン、N,N’−ジ−t−アミロキシカルボニルピペラジン、N,N−ジ−t−ブトキシカルボニル−1−アダマンチルアミン、N,N−ジ−t−アミロキシカルボニル−1−アダマンチルアミン、N−t−ブトキシカルボニル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、N−t−アミロキシカルボニル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、N,N’−ジ−t−ブトキシカルボニルヘキサメチレンジアミン、N,N’−ジ−t−アミロキシカルボニルヘキサメチレンジアミン、N,N,N’,N’−テトラ−t−ブトキシカルボニルヘキサメチレンジアミン、N,N,N’,N’−テトラ−t−アミロキシカルボニルヘキサメチレンジアミン、N,N’−ジ−t−ブトキシカルボニル−1,7−ジアミノヘプタン、N,N’−ジ−t−アミロキシカルボニル−1,7−ジアミノヘプタン、N,N’−ジ−t−ブトキシカルボニル−1,8−ジアミノオクタン、N,N’−ジ−t−アミロキシカルボニル−1,8−ジアミノオクタン、N,N’−ジ−t−ブトキシカルボニル−1,9−ジアミノノナン、N,N’−ジ−t−アミロキシカルボニル−1,9−ジアミノノナン、N,N’−ジ−t−ブトキシカルボニル−1,10−ジアミノデカン、N,N’−ジ−t−アミロキシカルボニル−1,10−ジアミノデカン、N,N’−ジ−t−ブトキシカルボニル−1,12−ジアミノドデカン、N,N’−ジ−t−アミロキシカルボニル−1,12−ジアミノドデカン、N,N’−ジ−t−ブトキシカルボニル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、N,N’−ジ−t−アミロキシカルボニル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、N−t−ブトキシカルボニルベンズイミダゾール、N−t−ブトキシカルボニルベンズイミダゾール、N−t−アミロキシカルボニル−2−メチルベンズイミダゾール、N−t−ブトキシカルボニル−2−フェニルベンズイミダゾール、N−t−アミロキシカルボニル−2−フェニルベンズイミダゾール等が挙げられる。   Examples of the Nt-alkoxycarbonyl group-containing amino compound include Nt-butoxycarbonyldi-n-octylamine, Nt-amyloxycarbonyldi-n-octylamine, Nt-butoxycarbonyldi- n-nonylamine, Nt-amyloxycarbonyldi-n-nonylamine, Nt-butoxycarbonyldi-n-decylamine, Nt-amyloxycarbonyldi-n-decylamine, Nt-butoxycarbonyldicyclohexylamine Nt-amyloxycarbonyldicyclohexylamine, Nt-butoxycarbonyl-1-adamantylamine, Nt-amyloxycarbonyl-1-adamantylamine, Nt-butoxycarbonyl-2-adamantylamine, N- t-Amyloxycarbonyl-2-adamanche Amine, Nt-butoxycarbonyl-N-methyl-1-adamantylamine, Nt-amyloxycarbonyl-N-methyl-1-adamantylamine, (S)-(−)-1- (t-butoxycarbonyl ) -2-pyrrolidinemethanol, (S)-(−)-1- (t-amyloxycarbonyl) -2-pyrrolidinemethanol, (R)-(+)-1- (t-butoxycarbonyl) -2-pyrrolidine Methanol, (R)-(+)-1- (t-amyloxycarbonyl) -2-pyrrolidinemethanol, Nt-butoxycarbonyl-4-hydroxypiperidine, Nt-amyloxycarbonyl-4-hydroxypiperidine, Nt-butoxycarbonylpyrrolidine, Nt-amyloxycarbonylpyrrolidine, N, N′-di-t-butoxycarbonylpyrrolidine Razine, N, N′-di-t-amyloxycarbonylpiperazine, N, N-di-t-butoxycarbonyl-1-adamantylamine, N, N-di-t-amyloxycarbonyl-1-adamantylamine, N -T-butoxycarbonyl-4,4'-diaminodiphenylmethane, Nt-amyloxycarbonyl-4,4'-diaminodiphenylmethane, N, N'-di-t-butoxycarbonylhexamethylenediamine, N, N'- Di-t-amyloxycarbonylhexamethylenediamine, N, N, N ′, N′-tetra-t-butoxycarbonylhexamethylenediamine, N, N, N ′, N′-tetra-t-amyloxycarbonylhexamethylene Diamine, N, N′-di-t-butoxycarbonyl-1,7-diaminoheptane, N, N′-di-t-a Miroxycarbonyl-1,7-diaminoheptane, N, N′-di-t-butoxycarbonyl-1,8-diaminooctane, N, N′-di-t-amyloxycarbonyl-1,8-diaminooctane, N, N′-di-t-butoxycarbonyl-1,9-diaminononane, N, N′-di-t-amyloxycarbonyl-1,9-diaminononane, N, N′-di-t-butoxycarbonyl-1 , 10-diaminodecane, N, N′-di-t-amyloxycarbonyl-1,10-diaminodecane, N, N′-di-t-butoxycarbonyl-1,12-diaminododecane, N, N′- Di-t-amyloxycarbonyl-1,12-diaminododecane, N, N′-di-t-butoxycarbonyl-4,4′-diaminodiphenylmethane, N, N′-di-t-amyloxy Carbonyl-4,4′-diaminodiphenylmethane, Nt-butoxycarbonylbenzimidazole, Nt-butoxycarbonylbenzimidazole, Nt-amyloxycarbonyl-2-methylbenzimidazole, Nt-butoxycarbonyl-2 -Phenylbenzimidazole, Nt-amyloxycarbonyl-2-phenylbenzimidazole and the like.

上記3級アミン化合物としては、例えば、
トリエチルアミン、トリ−n−プロピルアミン、トリ−n−ブチルアミン、トリ−n−ペンチルアミン、トリ−n−ヘキシルアミン、トリ−n−ヘプチルアミン、トリ−n−オクチルアミン、シクロヘキシルジメチルアミン、ジシクロヘキシルメチルアミン、トリシクロヘキシルアミン等のトリ(シクロ)アルキルアミン類;
アニリン、N−メチルアニリン、N,N−ジメチルアニリン、2−メチルアニリン、3−メチルアニリン、4−メチルアニリン、4−ニトロアニリン、2,6−ジメチルアニリン、2,6−ジイソプロピルアニリン等の芳香族アミン類;
トリエタノールアミン、N,N−ジ(ヒドロキシエチル)アニリン等のアルカノールアミン類;
N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン、N,N,N’,N’−テトラキス(2−ヒドロキシプロピル)エチレンジアミン、1,3−ビス[1−(4−アミノフェニル)−1−メチルエチル]ベンゼンテトラメチレンジアミン、ビス(2−ジメチルアミノエチル)エーテル、ビス(2−ジエチルアミノエチル)エーテル等が挙げられる。
Examples of the tertiary amine compound include:
Triethylamine, tri-n-propylamine, tri-n-butylamine, tri-n-pentylamine, tri-n-hexylamine, tri-n-heptylamine, tri-n-octylamine, cyclohexyldimethylamine, dicyclohexylmethylamine , Tri (cyclo) alkylamines such as tricyclohexylamine;
Fragrances such as aniline, N-methylaniline, N, N-dimethylaniline, 2-methylaniline, 3-methylaniline, 4-methylaniline, 4-nitroaniline, 2,6-dimethylaniline, 2,6-diisopropylaniline Group amines;
Alkanolamines such as triethanolamine and N, N-di (hydroxyethyl) aniline;
N, N, N ′, N′-tetramethylethylenediamine, N, N, N ′, N′-tetrakis (2-hydroxypropyl) ethylenediamine, 1,3-bis [1- (4-aminophenyl) -1- Methylethyl] benzenetetramethylenediamine, bis (2-dimethylaminoethyl) ether, bis (2-diethylaminoethyl) ether and the like.

上記4級アンモニウムヒドロキシド化合物としては、例えばテトラ−n−プロピルアンモニウムヒドロキシド、テトラ−n−ブチルアンモニウムヒドロキシド等が挙げられる。   Examples of the quaternary ammonium hydroxide compound include tetra-n-propylammonium hydroxide and tetra-n-butylammonium hydroxide.

これらの中で、N−t−アルコキシカルボニル基含有アミノ化合物が好ましく、N−t−アルコキシカルボニル基含有環状アミン化合物がより好ましく、N−t−アルコキシカルボニル−4−ヒドロキシピペリジンがさらに好ましく、N−t−アミロキシカルボニル−4−ヒドロキシピペリジンが特に好ましい。   Of these, Nt-alkoxycarbonyl group-containing amino compounds are preferred, Nt-alkoxycarbonyl group-containing cyclic amine compounds are more preferred, Nt-alkoxycarbonyl-4-hydroxypiperidine is more preferred, N- t-Amyloxycarbonyl-4-hydroxypiperidine is particularly preferred.

[D]酸拡散制御剤としては、露光により分解して酸拡散制御性としての塩基性を失うオニウム塩化合物を用いることもできる。このようなオニウム塩化合物としては、例えば下記式(5−1)で表されるスルホニウム塩化合物、式(5−2)で表されるヨードニウム塩化合物等が挙げられる。   [D] As the acid diffusion control agent, an onium salt compound that is decomposed by exposure and loses basicity as acid diffusion controllability can be used. Examples of such an onium salt compound include a sulfonium salt compound represented by the following formula (5-1), an iodonium salt compound represented by the formula (5-2), and the like.

Figure 0006094574
Figure 0006094574

上記式(5−1)及び式(5−2)中、R16〜R20は、それぞれ独立して、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、ヒドロキシ基又はハロゲン原子である。Z及びEは、OH、R21−COO、R21−SO 又は下記式(6)で表されるアニオンである。R21は、それぞれ独立して、アルキル基、アリール基又はアラルキル基である。In the above formulas (5-1) and (5-2), R 16 to R 20 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, a hydroxy group, or a halogen atom. Z and E are OH , R 21 —COO , R 21 —SO 3 or an anion represented by the following formula (6). R 21 each independently represents an alkyl group, an aryl group or an aralkyl group.

Figure 0006094574
Figure 0006094574

上記スルホニウム塩化合物及びヨードニウム塩化合物としては、例えばトリフェニルスルホニウムハイドロオキサイド、トリフェニルスルホニウムアセテート、トリフェニルスルホニウムサリチレート、ジフェニル−4−ヒドロキシフェニルスルホニウムハイドロオキサイド、ジフェニル−4−ヒドロキシフェニルスルホニウムアセテート、ジフェニル−4−ヒドロキシフェニルスルホニウムサリチレート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムハイドロオキサイド、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムアセテート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムハイドロオキサイド、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムアセテート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムサリチレート、4−t−ブチルフェニル−4−ヒドロキシフェニルヨードニウムハイドロオキサイド、4−t−ブチルフェニル−4−ヒドロキシフェニルヨードニウムアセテート、4−t−ブチルフェニル−4−ヒドロキシフェニルヨードニウムサリチレート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウム10−カンファースルホネート、ジフェニルヨードニウム10−カンファースルホネート、トリフェニルスルホニウム10−カンファースルホネート、4−t−ブトキシフェニル・ジフェニルスルホニウム10−カンファースルホネート等が挙げられる。   Examples of the sulfonium salt compound and iodonium salt compound include triphenylsulfonium hydroxide, triphenylsulfonium acetate, triphenylsulfonium salicylate, diphenyl-4-hydroxyphenylsulfonium hydroxide, diphenyl-4-hydroxyphenylsulfonium acetate, and diphenyl. -4-hydroxyphenylsulfonium salicylate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium hydroxide, bis (4-t-butylphenyl) iodonium acetate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium hydroxide, bis ( 4-t-butylphenyl) iodonium acetate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium salicylate, 4-t-butyl Phenyl-4-hydroxyphenyliodonium hydroxide, 4-t-butylphenyl-4-hydroxyphenyliodonium acetate, 4-t-butylphenyl-4-hydroxyphenyliodonium salicylate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium Examples thereof include 10-camphor sulfonate, diphenyliodonium 10-camphor sulfonate, triphenylsulfonium 10-camphor sulfonate, 4-t-butoxyphenyl diphenylsulfonium 10-camphor sulfonate, and the like.

[D]酸拡散制御体の含有量としては、[D]酸拡散制御体が[D]酸拡散制御剤である場合、[A]重合体100質量部に対して、20,000質量部以下が好ましく、5質量部以上10,000質量部以下がより好ましく、10質量部以上1,000質量部以下がさらに好ましく、50質量部以上500質量部以下が特に好ましい。   [D] The content of the acid diffusion controller is 20,000 parts by mass or less based on 100 parts by mass of the polymer [A] when the [D] acid diffusion controller is a [D] acid diffusion controller. Is preferably 5 parts by mass or more and 10,000 parts by mass or less, more preferably 10 parts by mass or more and 1,000 parts by mass or less, and particularly preferably 50 parts by mass or more and 500 parts by mass or less.

また、[D]酸拡散制御剤の含有量としては、[C]重合体100質量部に対して、0.1質量部以上20質量部以下が好ましく、0.5質量部以上17質量部以下がより好ましく、1質量部以上15質量部以下がさらに好ましい。   [D] The content of the acid diffusion controller is preferably 0.1 part by mass or more and 20 parts by mass or less, and 0.5 part by mass or more and 17 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the [C] polymer. Is more preferable, and 1 to 15 parts by mass is even more preferable.

[D]酸拡散制御剤の含有量を上記範囲とすることで、当該液浸露光用感放射線性樹脂組成物から得られるレジストパターンの形状が向上する。[D]酸拡散制御剤は、1種又は2種以上を用いてもよい。   [D] By making content of an acid diffusion control agent into the said range, the shape of the resist pattern obtained from the said radiation sensitive resin composition for immersion exposure improves. [D] One or more acid diffusion control agents may be used.

<[E]溶媒>
当該液浸露光用感放射線性樹脂組成物は、通常、[E]溶媒を含有する。[E]溶媒としては、[A]重合体、[B]酸発生体、[C]重合体、[D]酸拡散制御体、必要に応じて含有されるその他の任意成分を溶解又は分散することができれば、特に限定されない。[E]溶媒としては、例えばアルコール類、エーテル類、ケトン類、アミド類、エステル類等が挙げられる。[E]溶媒は、1種又は2種以上を混合して用いることができる。
<[E] solvent>
The said radiation sensitive resin composition for immersion exposure normally contains a [E] solvent. [E] As a solvent, [A] polymer, [B] acid generator, [C] polymer, [D] acid diffusion controller, and other optional components contained as necessary are dissolved or dispersed. There is no particular limitation as long as it is possible. [E] Examples of the solvent include alcohols, ethers, ketones, amides, esters and the like. [E] A solvent can be used 1 type or in mixture of 2 or more types.

アルコール類としては、例えば、
メタノール、エタノール、n−プロパノール、iso−プロパノール、n−ブタノール、iso−ブタノール、sec−ブタノール、tert−ブタノール、n−ペンタノール、iso−ペンタノール、2−メチルブタノール、sec−ペンタノール、tert−ペンタノール、3−メトキシブタノール、n−ヘキサノール、2−メチルペンタノール、sec−ヘキサノール、2−エチルブタノール、sec−ヘプタノール、3−ヘプタノール、n−オクタノール、2−エチルヘキサノール、sec−オクタノール、n−ノニルアルコール、2,6−ジメチル−4−ヘプタノール、n−デカノール、sec−ウンデシルアルコール、トリメチルノニルアルコール、sec−テトラデシルアルコール、sec−ヘプタデシルアルコール、フルフリルアルコール、フェノール、シクロヘキサノール、メチルシクロヘキサノール、3,3,5−トリメチルシクロヘキサノール、ベンジルアルコール、ジアセトンアルコール等のモノアルコール類;
エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−ブチレングリコール、2,4−ペンタンジオール、2−メチル−2,4−ペンタンジオール、2,5−ヘキサンジオール、2,4−ヘプタンジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコール等の多価アルコール類;
エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノ−2−エチルブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル等の多価アルコール部分エーテル類等が挙げられる。
Examples of alcohols include:
Methanol, ethanol, n-propanol, iso-propanol, n-butanol, iso-butanol, sec-butanol, tert-butanol, n-pentanol, iso-pentanol, 2-methylbutanol, sec-pentanol, tert- Pentanol, 3-methoxybutanol, n-hexanol, 2-methylpentanol, sec-hexanol, 2-ethylbutanol, sec-heptanol, 3-heptanol, n-octanol, 2-ethylhexanol, sec-octanol, n- Nonyl alcohol, 2,6-dimethyl-4-heptanol, n-decanol, sec-undecyl alcohol, trimethylnonyl alcohol, sec-tetradecyl alcohol, sec-heptadecyl alcohol, furf Alcohol, phenol, cyclohexanol, methyl cyclohexanol, 3,3,5-trimethyl cyclohexanol, benzyl alcohol, monoalcohols such as diacetone alcohol;
Ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-butylene glycol, 2,4-pentanediol, 2-methyl-2,4-pentanediol, 2,5-hexanediol, 2,4-heptanediol, 2 Polyhydric alcohols such as ethyl-1,3-hexanediol, diethylene glycol, dipropylene glycol, triethylene glycol, tripropylene glycol;
Ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monohexyl ether, ethylene glycol monophenyl ether, ethylene glycol mono-2-ethylbutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl Ether, diethylene glycol monopropyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monohexyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monobutyl ether, dipropylene glycol Monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, polyhydric alcohol partial ether and dipropylene glycol monopropyl ether, and the like.

エーテル類としては、例えば、
ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、ジブチルエーテル等のジアルキルエーテル類;
ジフェニルエーテル、アニソール等の芳香環含有エーテル類;
テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン等の環状エーテル類等が挙げられる。
Examples of ethers include
Dialkyl ethers such as diethyl ether, dipropyl ether, dibutyl ether;
Aromatic ring-containing ethers such as diphenyl ether and anisole;
And cyclic ethers such as tetrahydrofuran and tetrahydropyran.

ケトン類としては、例えば、
アセトン、メチルエチルケトン、メチル−n−プロピルケトン、メチル−n−ブチルケトン、ジエチルケトン、メチル−iso−ブチルケトン、メチル−n−ペンチルケトン、エチル−n−ブチルケトン、メチル−n−ヘキシルケトン、ジ−iso−ブチルケトン、トリメチルノナノン等の鎖状ケトン類;
シクロペンタノン、シクロヘキサノン、シクロヘプタノン、シクロオクタノン、メチルシクロヘキサノン等の環状ケトン類;
2,4−ペンタンジオン、アセトニルアセトン等のジケトン類;
アセトフェノン等の芳香環含有ケトン類が挙げられる。
Examples of ketones include:
Acetone, methyl ethyl ketone, methyl-n-propyl ketone, methyl-n-butyl ketone, diethyl ketone, methyl-iso-butyl ketone, methyl-n-pentyl ketone, ethyl-n-butyl ketone, methyl-n-hexyl ketone, di-iso- Chain ketones such as butyl ketone and trimethylnonanone;
Cyclic ketones such as cyclopentanone, cyclohexanone, cycloheptanone, cyclooctanone, methylcyclohexanone;
Diketones such as 2,4-pentanedione and acetonylacetone;
Examples include aromatic ring-containing ketones such as acetophenone.

アミド類としては、例えば、
N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミド、アセトアミド、N−メチルアセトアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルプロピオンアミド等の鎖状アミド類;
N,N’−ジメチルイミダゾリジノン、N−メチルピロリドン等の環状アミド類等が挙げられる。
Examples of amides include:
Chain amides such as N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, N, N-diethylformamide, acetamide, N-methylacetamide, N, N-dimethylacetamide, N-methylpropionamide;
And cyclic amides such as N, N′-dimethylimidazolidinone and N-methylpyrrolidone.

エステル類としては、例えば、
酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n−プロピル、酢酸iso−プロピル、酢酸n−ブチル、酢酸iso−ブチル、酢酸sec−ブチル、酢酸n−ペンチル、酢酸sec−ペンチル、酢酸3−メトキシブチル、酢酸メチルペンチル、酢酸2−エチルブチル、酢酸2−エチルヘキシル、酢酸ベンジル、酢酸シクロヘキシル、酢酸メチルシクロヘキシル、酢酸n−ノニル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル等の酢酸エステル類;
酢酸エチレングリコールモノメチルエーテル、酢酸エチレングリコールモノエチルエーテル、酢酸ジエチレングリコールモノメチルエーテル、酢酸ジエチレングリコールモノエチルエーテル、酢酸ジエチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノメチルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノエチルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノプロピルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノブチルエーテル、酢酸ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、酢酸ジプロピレングリコールモノエチルエーテル等の多価アルコール部分エーテルの酢酸エステル類;
ジ酢酸グリコール、酢酸メトキシトリグリコール、プロピオン酸エチル、プロピオン酸n−ブチル、プロピオン酸iso−アミル、シュウ酸ジエチル、シュウ酸ジ−n−ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸n−ブチル、乳酸n−アミル、マロン酸ジエチル、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル等;
γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン等のラクトン類;
ジエチルカーボネート、プロピレンカーボネート等のカーボネート類等が挙げられる。
Examples of esters include:
Methyl acetate, ethyl acetate, n-propyl acetate, iso-propyl acetate, n-butyl acetate, iso-butyl acetate, sec-butyl acetate, n-pentyl acetate, sec-pentyl acetate, 3-methoxybutyl acetate, methyl pentyl acetate Acetates such as 2-ethylbutyl acetate, 2-ethylhexyl acetate, benzyl acetate, cyclohexyl acetate, methyl cyclohexyl acetate, n-nonyl acetate, methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate;
Ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol mono-n-butyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monopropyl acetate Acetates of polyhydric alcohol partial ethers such as ether, propylene glycol monobutyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, and dipropylene glycol monoethyl ether;
Glycol acetate, methoxytriglycol acetate, ethyl propionate, n-butyl propionate, iso-amyl propionate, diethyl oxalate, di-n-butyl oxalate, methyl lactate, ethyl lactate, n-butyl lactate, n-lactate -Amyl, diethyl malonate, dimethyl phthalate, diethyl phthalate, etc .;
Lactones such as γ-butyrolactone and γ-valerolactone;
Examples include carbonates such as diethyl carbonate and propylene carbonate.

炭化水素類としては、例えば、
n−ペンタン、iso−ペンタン、n−ヘキサン、iso−ヘキサン、n−ヘプタン、iso−ヘプタン、2,2,4−トリメチルペンタン、n−オクタン、iso−オクタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の脂肪族炭化水素類;
ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、エチルベンゼン、トリメチルベンゼン、メチルエチルベンゼン、n−プロピルベンゼン、iso−プロピルベンゼン、ジエチルベンゼン、iso−ブチルベンゼン、トリエチルベンゼン、ジ−iso−プロピルベンセン、n−アミルナフタレン等の芳香族炭化水素類等が挙げられる。
Examples of hydrocarbons include:
Aliphatic carbonization such as n-pentane, iso-pentane, n-hexane, iso-hexane, n-heptane, iso-heptane, 2,2,4-trimethylpentane, n-octane, iso-octane, cyclohexane, methylcyclohexane Hydrogens;
Fragrances such as benzene, toluene, xylene, mesitylene, ethylbenzene, trimethylbenzene, methylethylbenzene, n-propylbenzene, iso-propylbenzene, diethylbenzene, iso-butylbenzene, triethylbenzene, di-iso-propylbenzene and n-amylnaphthalene Group hydrocarbons and the like.

これらのうち、エステル類、ケトン類が好ましく、多価アルコール部分エーテルの酢酸エステル類、環状ケトン類、ラクトン類がより好ましく、酢酸プロピレングリコールモノメチルエーテル、シクロヘキサノン、γ−ブチロラクトンがさらに好ましい。   Of these, esters and ketones are preferable, acetate esters of polyhydric alcohol partial ethers, cyclic ketones, and lactones are more preferable, and propylene glycol monomethyl ether acetate, cyclohexanone, and γ-butyrolactone are more preferable.

<その他の任意成分>
当該液浸露光用感放射線性樹脂組成物は、上記[A]〜[E]成分以外にも、例えば、界面活性剤、増感剤等のその他の任意成分を含有してもよい。当該液浸露光用感放射線性樹脂組成物は、その他の任意成分をそれぞれ1種又は2種以上含有してもよい。
<Other optional components>
The radiation-sensitive resin composition for immersion exposure may contain other optional components such as a surfactant and a sensitizer in addition to the components [A] to [E]. The radiation-sensitive resin composition for immersion exposure may contain one or more other optional components.

[界面活性剤]
界面活性剤は、当該液浸露光用感放射線性樹脂組成物の塗布性、ストリエーション、現像性等を改良する効果を奏する。界面活性剤としては、例えばポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンn−オクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンn−ノニルフェニルエーテル、ポリエチレングリコールジラウレート、ポリエチレングリコールジステアレート等のノニオン系界面活性剤が挙げられる。市販品としては、例えばKP341(信越化学工業製)、ポリフローNo.75、同No.95(以上、共栄社化学製)、エフトップEF301、同EF303、同EF352(以上、トーケムプロダクツ製)、メガファックF171、同F173(以上、DIC製)、フロラードFC430、同FC431(以上、住友スリーエム製)、アサヒガードAG710、サーフロンS−382、同SC−101、同SC−102、同SC−103、同SC−104、同SC−105、同SC−106(以上、旭硝子製)等が挙げられる。
[Surfactant]
The surfactant has the effect of improving the applicability, striation, developability and the like of the radiation-sensitive resin composition for immersion exposure. Examples of the surfactant include polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene n-octylphenyl ether, polyoxyethylene n-nonylphenyl ether, polyethylene glycol dilaurate, polyethylene glycol diacrylate. Nonionic surfactants such as stearate are listed. Examples of commercially available products include KP341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), Polyflow No. 75, no. 95 (above, manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.), F-top EF301, EF303, EF352 (above, manufactured by Tochem Products), MegaFuck F171, F173 (above, manufactured by DIC), Florard FC430, FC431 (above, Sumitomo 3M) Asahi Guard AG710, Surflon S-382, SC-101, SC-102, SC-103, SC-104, SC-105, SC-106 (above, manufactured by Asahi Glass), etc. It is done.

[増感剤]
増感剤は、[B]酸発生体の生成量を増加する作用を示すものであり、当該液浸露光用感放射線性樹脂組成物の「みかけの感度」を向上させる効果を奏する。増感剤としては、例えば、カルバゾール類、アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、ナフタレン類、フェノール類、ビアセチル、エオシン、ローズベンガル、ピレン類、アントラセン類、フェノチアジン類等が挙げられる。
[Sensitizer]
The sensitizer exhibits the effect of increasing the amount of [B] acid generators produced, and has the effect of improving the “apparent sensitivity” of the radiation-sensitive resin composition for immersion exposure. Examples of the sensitizer include carbazoles, acetophenones, benzophenones, naphthalenes, phenols, biacetyl, eosin, rose bengal, pyrenes, anthracenes, phenothiazines, and the like.

<液浸露光用感放射線性樹脂組成物の調製方法>
当該液浸露光用感放射線性樹脂組成物は、例えば、[A]重合体、[B]酸発生体、[C]重合体、[D]酸拡散制御剤、[E]溶媒及び必要に応じてその他の任意成分を所定の割合で混合することにより調製することができる。この場合、得られた混合液を孔径0.20μm程度のフィルターでろ過することが好ましい。当該液浸露光用感放射線性樹脂組成物の固形分濃度としては、0.1質量%以上50質量%が好ましく、0.5質量%以上30質量%以下がより好ましく、1質量%以上10質量%以下がさらに好ましい。
<Method for preparing radiation-sensitive resin composition for immersion exposure>
The radiation-sensitive resin composition for immersion exposure includes, for example, [A] polymer, [B] acid generator, [C] polymer, [D] acid diffusion controller, [E] solvent, and as necessary. And other optional components can be prepared by mixing them at a predetermined ratio. In this case, it is preferable to filter the obtained liquid mixture with a filter having a pore size of about 0.20 μm. As solid content concentration of the said radiation sensitive resin composition for immersion exposure, 0.1 to 50 mass% is preferable, 0.5 to 30 mass% is more preferable, 1 to 10 mass is more preferable. % Or less is more preferable.

<感放射線性樹脂組成物>
本発明の感放射線性樹脂組成物は、
[A]上記式(1)で表される構造単位を有する重合体、
[B]感放射線性酸発生体、及び
[C][A]重合体よりもフッ素原子含有率の小さい重合体
を含有し、
この[C]重合体が酸解離性基を有する。
<Radiation sensitive resin composition>
The radiation sensitive resin composition of the present invention is
[A] a polymer having a structural unit represented by the above formula (1),
[B] a radiation sensitive acid generator, and [C] a polymer having a smaller fluorine atom content than the [A] polymer,
This [C] polymer has an acid dissociable group.

当該感放射線性樹脂組成物によれば、レジスト膜表面の後退接触角をより大きく、現像後にはより小さくすることができ、かつ現像欠陥の発生を抑制することができる。   According to the radiation-sensitive resin composition, the receding contact angle on the resist film surface can be made larger, smaller after development, and the occurrence of development defects can be suppressed.

<レジストパターン形成方法>
当該レジストパターン形成方法は、
当該液浸露光用感放射線性樹脂組成物でレジスト膜を形成する工程(以下、「レジスト膜形成工程」ともいう)、
液浸露光用液体を介して上記レジスト膜を液浸露光する工程(以下、「液浸露光工程」ともいう)、及び
上記液浸露光されたレジスト膜を現像する工程(以下、「現像工程」ともいう)
を有する。
当該レジストパターン形成方法によれば、上述の液浸露光用感放射線性樹脂組成物を用いるので、スキャン露光の高速化を図りつつ、現像欠陥が少ないレジストパターンを形成することができる。以下、各工程について説明する。
<Resist pattern formation method>
The resist pattern forming method is:
A step of forming a resist film with the radiation-sensitive resin composition for immersion exposure (hereinafter, also referred to as “resist film forming step”),
A step of immersion exposure of the resist film via an immersion exposure liquid (hereinafter also referred to as “immersion exposure step”), and a step of developing the resist film subjected to immersion exposure (hereinafter referred to as “development step”). (Also called)
Have
According to the resist pattern forming method, since the above-described radiation-sensitive resin composition for immersion exposure is used, it is possible to form a resist pattern with few development defects while increasing the scanning exposure speed. Hereinafter, each step will be described.

[レジスト膜形成工程]
本工程では、当該液浸露光用感放射線性樹脂組成物を用い、基板上にレジスト膜を形成する。基板としては、例えばシリコンウェハ、アルミニウムで被覆されたウェハ等の従来公知の基板を使用できる。また、例えば特公平6−12452号公報や、特開昭59−93448号公報等に開示されている有機系又は無機系の下層反射防止膜を基板上に形成してもよい。
[Resist film forming step]
In this step, a resist film is formed on the substrate using the radiation-sensitive resin composition for immersion exposure. As the substrate, for example, a conventionally known substrate such as a silicon wafer or a wafer coated with aluminum can be used. Further, for example, an organic or inorganic lower-layer antireflection film disclosed in Japanese Patent Publication No. 6-12452, Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-93448, or the like may be formed on the substrate.

塗布方法としては、例えば、回転塗布(スピンコーティング)、流延塗布、ロール塗布等が挙げられる。なお、形成されるレジスト膜の膜厚としては、10nm以上300nm以下が好ましく、30nm以上200nm以下がより好ましく、50nm以上150nm以下がさらに好ましい。   Examples of the application method include spin coating (spin coating), cast coating, roll coating, and the like. Note that the thickness of the formed resist film is preferably 10 nm to 300 nm, more preferably 30 nm to 200 nm, and still more preferably 50 nm to 150 nm.

当該液浸露光用感放射線性樹脂組成物を塗布した後、必要に応じてソフトベーク(SB)によって塗膜中の溶媒を揮発させてもよい。SB温度としては、当該液浸露光用感放射線性樹脂組成物の配合組成によって適宜選択されるが、30℃〜200℃が好ましく、50℃〜150℃がより好ましい。SB時間としては、5秒〜600秒が好ましく、10秒〜300秒がより好ましい。   After applying the radiation-sensitive resin composition for immersion exposure, the solvent in the coating film may be volatilized by soft baking (SB) as necessary. The SB temperature is appropriately selected depending on the composition of the radiation-sensitive resin composition for immersion exposure, but is preferably 30 ° C to 200 ° C, more preferably 50 ° C to 150 ° C. The SB time is preferably 5 seconds to 600 seconds, and more preferably 10 seconds to 300 seconds.

[露光工程]
本工程では、液浸露光用液体を介して上記露光工程で形成されたレジスト膜を液浸露光する。この液浸露光は、所定のマスク及び液浸露光用液体を介して行う。この液浸露光用液体としては、例えば水、フッ素系不活性液体等が挙げられる。液浸露光用液体は、露光波長に対して透明であり、かつ膜上に投影される光学像の歪みを最小限に留めるよう屈折率の温度係数ができる限り小さい液体が好ましい。露光光源がArFエキシマレーザー光(波長193nm)である場合、上述の観点に加えて、入手の容易さ、取り扱いのし易さといった点から水が好ましい。水を用いる場合、水の表面張力を減少させるとともに、界面活性力を増大させる添加剤を僅かな割合で添加してもよい。この添加剤は、ウェハ上のレジスト膜を溶解させず、かつレンズの下面の光学コートに対する影響が無視できるものが好ましい。使用する水としては蒸留水が好ましい。
[Exposure process]
In this step, the resist film formed in the exposure step is subjected to immersion exposure via the immersion exposure liquid. This immersion exposure is performed through a predetermined mask and immersion exposure liquid. Examples of the immersion exposure liquid include water and a fluorine-based inert liquid. The immersion exposure liquid is preferably a liquid that is transparent to the exposure wavelength and has a refractive index temperature coefficient as small as possible so as to minimize distortion of the optical image projected onto the film. When the exposure light source is ArF excimer laser light (wavelength 193 nm), water is preferable from the viewpoints of availability and ease of handling in addition to the above-described viewpoints. When water is used, an additive that decreases the surface tension of water and increases the surface activity may be added in a small proportion. This additive is preferably one that does not dissolve the resist film on the wafer and can ignore the influence on the optical coating on the lower surface of the lens. The water used is preferably distilled water.

露光に使用される放射線としては、[B]酸発生体の種類に応じて適宜選択されるが、例えば紫外線、遠紫外線、X線、γ線等の電磁波;電子線、α線等の荷電粒子線等が挙げられる。これらの中で、遠紫外線が好ましく、ArFエキシマレーザー光、KrFエキシマレーザー光(波長248nm)がより好ましく、ArFエキシマレーザー光がより好ましい。露光量等の露光条件は、当該液浸露光用感放射線性樹脂組成物の配合組成や添加剤の種類等に応じて適宜選択される。当該レジストパターン形成方法においては、露光工程を複数回有してもよく複数回の露光は同じ光源を用いても、異なる光源を用いても良いが、1回目の露光にはArFエキシマレーザー光を用いることが好ましい。   The radiation used for the exposure is appropriately selected according to the type of the [B] acid generator. For example, electromagnetic waves such as ultraviolet rays, far ultraviolet rays, X rays and γ rays; charged particles such as electron rays and α rays. Examples include lines. Among these, far ultraviolet rays are preferable, ArF excimer laser light and KrF excimer laser light (wavelength 248 nm) are more preferable, and ArF excimer laser light is more preferable. The exposure conditions such as the exposure amount are appropriately selected according to the blending composition of the radiation-sensitive resin composition for immersion exposure, the type of additive, and the like. In the resist pattern forming method, the exposure process may be performed a plurality of times, and the plurality of exposures may be performed using the same light source or different light sources, but ArF excimer laser light is used for the first exposure. It is preferable to use it.

上記露光後には、ポストエクスポージャーベーク(PEB)を行なうことが好ましい。PEBを行なうことにより、当該液浸露光用感放射線性樹脂組成物中の重合体の酸解離性基の解離反応を円滑に進行できる。PEB温度としては、30℃以上200℃以下が好ましく、50℃以上150℃以下がより好ましい。PEB温度が30℃未満では、上記解離反応が円滑に進行しない場合がある。PEB温度が200℃を超えると、[B]酸発生体から生じる酸が未露光部にまで拡散してしまい良好なパターンが得られ難い場合がある。   It is preferable to perform post exposure baking (PEB) after the exposure. By performing PEB, the dissociation reaction of the acid dissociable group of the polymer in the radiation-sensitive resin composition for immersion exposure can proceed smoothly. As PEB temperature, 30 to 200 degreeC is preferable and 50 to 150 degreeC is more preferable. When the PEB temperature is less than 30 ° C., the dissociation reaction may not proceed smoothly. When the PEB temperature exceeds 200 ° C., the acid generated from the [B] acid generator diffuses to the unexposed area, and it may be difficult to obtain a good pattern.

[現像工程]
本工程では、上記露光工程で液浸露光されたレジスト膜を現像する。現像液としては、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、アンモニア水、エチルアミン、n−プロピルアミン、ジエチルアミン、ジ−n−プロピルアミン、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン、エチルジメチルアミン、トリエタノールアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)、ピロール、ピペリジン、コリン、1,8−ジアザビシクロ−[5.4.0]−7−ウンデセン、1,5−ジアザビシクロ−[4.3.0]−5−ノネン等のアルカリ性化合物の少なくとも1種を溶解したアルカリ水溶液が好ましい。このアルカリ水溶液の濃度としては、10質量%以下が好ましい。
[Development process]
In this step, the resist film subjected to the immersion exposure in the exposure step is developed. As the developer, for example, sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, aqueous ammonia, ethylamine, n-propylamine, diethylamine, di-n-propylamine, triethylamine, methyldiethylamine, ethyl Dimethylamine, triethanolamine, tetramethylammonium hydroxide (TMAH), pyrrole, piperidine, choline, 1,8-diazabicyclo- [5.4.0] -7-undecene, 1,5-diazabicyclo- [4.3 0.0] -5-Nonene, an alkaline aqueous solution in which at least one alkaline compound is dissolved is preferable. The concentration of the alkaline aqueous solution is preferably 10% by mass or less.

現像方法としては、例えば現像液が満たされた槽中に基板を一定時間浸漬する方法(ディップ法)、基板表面に現像液を表面張力によって盛り上げて一定時間静止することで現像する方法(パドル法)、基板表面に現像液を噴霧する方法(スプレー法)、一定速度で回転している基板上に一定速度で現像液塗出ノズルをスキャンしながら現像液を塗出しつづける方法(ダイナミックディスペンス法)等が挙げられる   As a developing method, for example, a method in which a substrate is immersed in a tank filled with a developer for a certain period of time (dip method), a method in which the developer is raised on the surface of the substrate by surface tension and is left stationary for a certain time (paddle method) ), A method of spraying the developer on the substrate surface (spray method), a method of continuously applying the developer while scanning the developer coating nozzle on the substrate rotating at a constant speed (dynamic dispensing method) Etc.

上記現像後は、リンス液でリンスすることが好ましい。このリンス液としては、水が好ましい。当該液浸露光用感放射線性樹脂組成物を用いた場合、現像後の後退接触角がより小さくなるので、現像液及びリンス液がレジスト膜表面と良好に接触することができ、その結果、現像欠陥の発生が効果的に抑制される。   After the development, it is preferable to rinse with a rinse solution. As this rinse liquid, water is preferable. When the radiation sensitive resin composition for immersion exposure is used, the receding contact angle after development becomes smaller, so that the developer and the rinsing liquid can be in good contact with the resist film surface, and as a result The occurrence of defects is effectively suppressed.

以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。各種物性値の測定方法を以下に示す。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. The measuring method of various physical property values is shown below.

H−NMR分析及び13C−NMR分析]
H−NMR分析及び13C−NMR分析は、核磁気共鳴装置(JNM−ECX400、日本電子製)を用い、測定溶媒としてCDClを用いて、テトラメチルシラン(TMS)を内部標準として測定した。
[ 1 H-NMR analysis and 13 C-NMR analysis]
1 H-NMR analysis and 13 C-NMR analysis were performed using a nuclear magnetic resonance apparatus (JNM-ECX400, manufactured by JEOL Ltd.), using CDCl 3 as a measurement solvent, and tetramethylsilane (TMS) as an internal standard. .

[Mw及びMn測定]
重合体のMw及びMnは、下記条件によるゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定した。
GPCカラム:G2000HXL 2本、G3000HXL 1本、G4000HXL1本(東ソー製)
溶出溶媒 :テトラヒドロフラン
流量 :1.0mL/分
カラム温度 :40℃
標準物質 :単分散ポリスチレン
検出器 :示差屈折計
[Mw and Mn measurement]
Mw and Mn of the polymer were measured by gel permeation chromatography (GPC) under the following conditions.
GPC column: 2 G2000HXL, 1 G3000HXL, 1 G4000HXL (manufactured by Tosoh)
Elution solvent: Tetrahydrofuran Flow rate: 1.0 mL / min Column temperature: 40 ° C
Standard material: Monodisperse polystyrene Detector: Differential refractometer

<化合物の合成>
[合成例1]
滴下漏斗及びコンデンサーを備え乾燥させた1Lの三口反応器に、1,1,1−トリフルオロ−2−トリフルオロメチル−2,4−ブタンジオール120.9g、トリエチルアミン62.9g及びジクロロメタン200mLを仕込み、氷浴で0℃まで冷却した。次に、2−(ブロモメチル)アクリル酸エチル100.0gを30分間かけて滴下した。滴下終了後、室温で3時間攪拌した。その後、沈殿物をろ過により除去し、得られたろ液に1N塩酸200mLを加えて反応を停止させた。得られた有機層を水及び飽和食塩水で順次洗浄した。次いで、有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥してから減圧濃縮した。その後、減圧蒸留により精製を行い、下記式(S−1)で表される化合物137.8g(収率82%)を合成した。
<Synthesis of compounds>
[Synthesis Example 1]
A 1 L three-necked reactor equipped with a dropping funnel and a condenser was charged with 120.9 g of 1,1,1-trifluoro-2-trifluoromethyl-2,4-butanediol, 62.9 g of triethylamine and 200 mL of dichloromethane. Cooled to 0 ° C. in an ice bath. Next, 100.0 g of ethyl 2- (bromomethyl) acrylate was added dropwise over 30 minutes. After completion of dropping, the mixture was stirred at room temperature for 3 hours. Thereafter, the precipitate was removed by filtration, and 200 mL of 1N hydrochloric acid was added to the obtained filtrate to stop the reaction. The obtained organic layer was washed successively with water and saturated brine. The organic layer was then dried over anhydrous magnesium sulfate and concentrated under reduced pressure. Then, it refine | purified by vacuum distillation and synthesize | combined the compound represented by the following formula (S-1) 137.8g (yield 82%).

H−NMRデータを以下に示す。
H−NMR(CDCl)δ:1.31(t、3H)、2.27−2.30(m、2H)、3.89−3.91(m、2H)、4.22−4.28(m、4H)、5.81(s、1H)、6.37(s、1H)
1 H-NMR data is shown below.
1 H-NMR (CDCl 3 ) δ: 1.31 (t, 3H), 2.27-2.30 (m, 2H), 3.89-3.91 (m, 2H), 4.22-4 .28 (m, 4H), 5.81 (s, 1H), 6.37 (s, 1H)

[合成例2]
合成例1において、2−(ブロモメチル)アクリル酸エチル100.0gの代わりに、2−(ブロモメチル)アクリル酸メチル92.7gを用いた以外は、合成例1と同様に操作して、下記式(S−2)で表される化合物124.1gを合成した(収率77%)。
[Synthesis Example 2]
In Synthesis Example 1, the same procedure as in Synthesis Example 1 was performed except that 92.7 g of methyl 2- (bromomethyl) acrylate was used instead of 100.0 g of ethyl 2- (bromomethyl) acrylate. 124.1 g of the compound represented by S-2) was synthesized (yield 77%).

H−NMRデータを以下に示す。
H−NMR(CDCl)δ:2.29−2.32(m、3H)、3.90−3.93(m、2H)、4.23−4.30(m、4H)、5.83(s、1H)、6.35(s、1H)
1 H-NMR data is shown below.
1 H-NMR (CDCl 3 ) δ: 2.29-2.32 (m, 3H), 3.90-3.93 (m, 2H), 4.23-4.30 (m, 4H), 5 .83 (s, 1H), 6.35 (s, 1H)

[合成例3]
滴下漏斗及びコンデンサーを備え乾燥させた1Lの三口反応器に、メタクリル酸1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロイソプロピル23.6g、N,N’−ジブロモ−N,N’−1,2−エチレンビス(2,5−ジメチルベンゼンスルホンアミド)55.4g及びジベンゾイルパーオキシド24.2gをテトラクロロエタン1,000mLに溶解させ、室温で1時間攪拌した。その後、反応液に水1,000mLを加えて反応を停止させた。得られた有機層を飽和食塩水で洗浄した。次いで、有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥してから減圧濃縮し、前駆体22.0g(収率70%)を得た。次に、滴下漏斗及びコンデンサーを備え乾燥させた1Lの三口反応器に、1,1,1−トリフルオロ−2−トリフルオロメチル−2,4−ブタンジオール14.8g、トリエチルアミン7.1g、ジクロロメタン200mLを加え、氷浴で0℃まで冷却した。それから、上記合成した前駆体22.0gを30分間かけて滴下した。滴下終了後、室温で3時間攪拌した。その後、沈殿物をろ過により除去し、得られたろ液に1N塩酸200mLを加えて反応を停止させた。得られた有機層を水及び飽和食塩水で順次洗浄した。次いで、有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥後減圧濃縮してから減圧蒸留による精製を行い、下記式(S−3)で表される化合物25.0g(収率80%)を合成した。
[Synthesis Example 3]
To a 1 L three-necked reactor equipped with a dropping funnel and a condenser, 23.6 g of 1,1,1,3,3,3-hexafluoroisopropyl methacrylate, N, N′-dibromo-N, N′-1 , 2-ethylenebis (2,5-dimethylbenzenesulfonamide) 55.4 g and dibenzoyl peroxide 24.2 g were dissolved in 1,000 mL of tetrachloroethane and stirred at room temperature for 1 hour. Thereafter, 1,000 mL of water was added to the reaction solution to stop the reaction. The obtained organic layer was washed with saturated brine. Next, the organic layer was dried over anhydrous magnesium sulfate and concentrated under reduced pressure to obtain 22.0 g (yield 70%) of a precursor. Next, a 1 L three-necked reactor equipped with a dropping funnel and a condenser was charged with 14.8 g of 1,1,1-trifluoro-2-trifluoromethyl-2,4-butanediol, 7.1 g of triethylamine, dichloromethane. 200 mL was added and cooled to 0 ° C. in an ice bath. Then, 22.0 g of the synthesized precursor was added dropwise over 30 minutes. After completion of dropping, the mixture was stirred at room temperature for 3 hours. Thereafter, the precipitate was removed by filtration, and 200 mL of 1N hydrochloric acid was added to the obtained filtrate to stop the reaction. The obtained organic layer was washed successively with water and saturated brine. Next, the organic layer was dried over anhydrous magnesium sulfate and concentrated under reduced pressure, and then purified by distillation under reduced pressure to synthesize 25.0 g (yield 80%) of a compound represented by the following formula (S-3).

H−NMRデータを以下に示す。
H−NMR(CDCl)δ:3.85(S、1H)、3.90−3.93(m、2H)、4.23−4.30(m、4H)、5.83(s、1H)、6.35(s、1H)
1 H-NMR data is shown below.
1 H-NMR (CDCl 3 ) δ: 3.85 (S, 1H), 3.90-3.93 (m, 2H), 4.23-4.30 (m, 4H), 5.83 (s) 1H), 6.35 (s, 1H)

[合成例4]
合成例1において、1,1,1−トリフルオロ−2−トリフルオロメチル−2,4−ブタンジオール120.9gの代わりに、1,1,1−トリフルオロ−2−トリフルオロメチル−2,4−ペンタンジオール128.9gを用いた以外は、合成例1と同様に操作して、下記式(S−4)で表される化合物20.6gを合成した(収率75%)。
[Synthesis Example 4]
In Synthesis Example 1, instead of 120.9 g of 1,1,1-trifluoro-2-trifluoromethyl-2,4-butanediol, 1,1,1-trifluoro-2-trifluoromethyl-2, Except for using 128.9 g of 4-pentanediol, the same operation as in Synthesis Example 1 was performed to synthesize 20.6 g of a compound represented by the following formula (S-4) (yield 75%).

H−NMRデータを以下に示す。
H−NMR(CDCl)δ:1.31(t、3H)、1.50(t、3H)、2.27−2.30(m、2H)、3.54(q、1H)、3.89−3.91(m、2H)、4.22−4.28(m、2H)、5.81(s、1H)、6.37(s、1H)
1 H-NMR data is shown below.
1 H-NMR (CDCl 3 ) δ: 1.31 (t, 3H), 1.50 (t, 3H), 2.27-2.30 (m, 2H), 3.54 (q, 1H), 3.89-3.91 (m, 2H), 4.22-4.28 (m, 2H), 5.81 (s, 1H), 6.37 (s, 1H)

[合成例5]
合成例3において、メタクリル酸1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロイソプロピル23.6gの代わりにメタクリル酸シクロヘキシル16.8g、1,1,1−トリフルオロ−2−トリフルオロメチル−2,4−ブタンジオール14.8gの代わりに、1,1,1−トリフルオロ−2−トリフルオロメチル−2,4−ペンタンジオール15.8gを用いた以外は、合成例3と同様に操作して、下記式(S−5)で表される化合物27.4gを合成した(収率70%)。
[Synthesis Example 5]
In Synthesis Example 3, instead of 23.6 g of 1,1,1,3,3,3-hexafluoroisopropyl methacrylate, 16.8 g of cyclohexyl methacrylate, 1,1,1-trifluoro-2-trifluoromethyl- The same operation as in Synthesis Example 3 was conducted except that 15.8 g of 1,1,1-trifluoro-2-trifluoromethyl-2,4-pentanediol was used instead of 14.8 g of 2,4-butanediol. Then, 27.4 g of a compound represented by the following formula (S-5) was synthesized (yield 70%).

H−NMRデータを以下に示す。
H−NMR(CDCl)δ:1.21−1.56(m、10H)、2.27−2.30(m、2H)、3.89−3.91(m、2H)、4.12−4.20(m、1H)、4.22−4.28(m、4H)、5.81(s、1H)、6.37(s、1H)
1 H-NMR data is shown below.
1 H-NMR (CDCl 3 ) δ: 1.21-1.56 (m, 10H), 2.27-2.30 (m, 2H), 3.89-3.91 (m, 2H), 4 12-4.20 (m, 1H), 4.22-4.28 (m, 4H), 5.81 (s, 1H), 6.37 (s, 1H)

<[A]重合体の合成>
[A]重合体の合成に用いた単量体を以下に示す。
<[A] Synthesis of polymer>
[A] Monomers used for polymer synthesis are shown below.

Figure 0006094574
Figure 0006094574

[合成例6](重合体(A−1)の合成)
上記化合物(S−1)8.77g(80モル%)、化合物(M−2)1.23g(20モル%)を10gの2−ブタノンに溶解し、AIBN0.42gをさらに溶解して単量体溶液を調製した。引き続き、20gの2−ブタノンを入れた100mLの三口フラスコを30分窒素パージした後、撹拌しながら80℃に加熱し、上記調製した単量体溶液を滴下漏斗にて3時間かけて滴下した。滴下開始を重合反応の開始時間とし、重合反応を6時間実施した。重合反応終了後、重合反応溶液を水冷して30℃以下に冷却した。200gのメタノール中に冷却した重合反応溶液を投入し、析出した白色粉末をろ別した。ろ別した白色粉末を40gのメタノールで2回洗浄した後、ろ別し、50℃で17時間乾燥させて白色粉末状の重合体(A−1)を合成した(6.2g、収率62%)。重合体(A−1)のMwは4,500であり、Mw/Mnは1.43であった。13C−NMR分析の結果、(S−1)に由来する構造単位、(M−2)に由来する構造単位の含有割合は、それぞれ77.9モル%及び22.1モル%であった。
[Synthesis Example 6] (Synthesis of Polymer (A-1))
8.77 g (80 mol%) of the compound (S-1) and 1.23 g (20 mol%) of the compound (M-2) were dissolved in 10 g of 2-butanone, and 0.42 g of AIBN was further dissolved to obtain a single amount. A body solution was prepared. Subsequently, a 100 mL three-necked flask containing 20 g of 2-butanone was purged with nitrogen for 30 minutes, then heated to 80 ° C. with stirring, and the prepared monomer solution was added dropwise over 3 hours using a dropping funnel. The dripping start was set as the polymerization reaction start time, and the polymerization reaction was carried out for 6 hours. After completion of the polymerization reaction, the polymerization reaction solution was cooled with water and cooled to 30 ° C. or lower. A cooled polymerization reaction solution was poured into 200 g of methanol, and the precipitated white powder was separated by filtration. The filtered white powder was washed twice with 40 g of methanol, filtered, and dried at 50 ° C. for 17 hours to synthesize a white powdery polymer (A-1) (6.2 g, yield 62). %). Mw of the polymer (A-1) was 4,500, and Mw / Mn was 1.43. As a result of 13 C-NMR analysis, the content ratios of the structural unit derived from (S-1) and the structural unit derived from (M-2) were 77.9 mol% and 22.1 mol%, respectively.

[合成例7〜13](重合体(A−2)〜(A−6)並びに(CA−1)及び(CA−2)の合成)
表1に示す種類及び量の化合物を用いた以外は合成例6と同様に操作して、各重合体を合成した。合成した重合体中の各構造単位の含有割合、Mw及びMw/Mnを表1に合わせて示す。
[Synthesis Examples 7 to 13] (Polymers (A-2) to (A-6) and (CA-1) and (CA-2))
Each polymer was synthesized in the same manner as in Synthesis Example 6 except that the types and amounts of compounds shown in Table 1 were used. Table 1 shows the content ratio of each structural unit in the synthesized polymer, Mw, and Mw / Mn.

Figure 0006094574
Figure 0006094574

<[C]重合体の合成>
[合成例14]
上記化合物(M−1)43.1g(50モル%)、化合物(M−6)56.9g(50モル%)を100gの2−ブタノンに溶解し、AIBN4.21gをさらに溶解して単量体溶液を調製した。引き続き、200gの2−ブタノンを入れた1,000mLの三口フラスコを30分窒素パージした後、撹拌しながら80℃に加熱し、上記調製した単量体溶液を滴下漏斗にて3時間かけて滴下した。滴下開始を重合反応の開始時間とし、重合反応を6時間実施した。重合反応終了後、重合反応溶液を水冷して30℃以下に冷却した。2,000gのメタノール中に冷却した重合反応溶液を投入し、析出した白色粉末をろ別した。ろ別した白色粉末を400gのメタノールで2回洗浄した後、ろ別し、50℃で17時間乾燥させて白色粉末状の重合体(C−1)を合成した(62.3g、収率62%)。重合体(C−1)のMwは5,500であり、Mw/Mnは1.41であった。13C−NMR分析の結果、(M−1)に由来する構造単位及び(M−6)に由来する構造単位の含有割合は、それぞれ48.2モル%及び51.8モル%であった。
<Synthesis of [C] polymer>
[Synthesis Example 14]
43.1 g (50 mol%) of the above compound (M-1) and 56.9 g (50 mol%) of the compound (M-6) were dissolved in 100 g of 2-butanone, and 4.21 g of AIBN was further dissolved. A body solution was prepared. Subsequently, a 1,000 mL three-necked flask containing 200 g of 2-butanone was purged with nitrogen for 30 minutes, then heated to 80 ° C. with stirring, and the monomer solution prepared above was added dropwise over 3 hours using a dropping funnel. did. The dripping start was set as the polymerization reaction start time, and the polymerization reaction was carried out for 6 hours. After completion of the polymerization reaction, the polymerization reaction solution was cooled with water and cooled to 30 ° C. or lower. A cooled polymerization reaction solution was put into 2,000 g of methanol, and the precipitated white powder was separated by filtration. The filtered white powder was washed twice with 400 g of methanol and then filtered and dried at 50 ° C. for 17 hours to synthesize a white powdery polymer (C-1) (62.3 g, yield 62). %). Mw of the polymer (C-1) was 5,500, and Mw / Mn was 1.41. As a result of 13 C-NMR analysis, the content ratios of the structural unit derived from (M-1) and the structural unit derived from (M-6) were 48.2 mol% and 51.8 mol%, respectively.

[合成例15及び16]
表2に示す種類及び量の化合物を用いた以外は合成例14と同様に操作して、各重合体を合成した。合成した重合体の各構造単位の含有割合、Mw及びMw/Mnを表2に合わせて示す。
[Synthesis Examples 15 and 16]
Each polymer was synthesized in the same manner as in Synthesis Example 14 except that the types and amounts of compounds shown in Table 2 were used. The contents of each structural unit of the synthesized polymer, Mw, and Mw / Mn are shown in Table 2.

Figure 0006094574
Figure 0006094574

<液浸露光用感放射線性樹脂組成物の調製>
液浸露光用感放射線性樹脂組成物の調製に用いた各成分を下記に示す。
<Preparation of radiation-sensitive resin composition for immersion exposure>
Each component used for preparation of the radiation sensitive resin composition for immersion exposure is shown below.

[[B]酸発生剤]
B−1:トリフェニルスルホニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート(下記式(B−1)で表される化合物)
[[B] acid generator]
B-1: Triphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate (compound represented by the following formula (B-1))

Figure 0006094574
Figure 0006094574

[[D]酸拡散制御剤]
D−1:N−t−アミルオキシカルボニル−4−ヒドロキシピペリジン(下記式(D−1)で表される化合物)
[[D] acid diffusion controller]
D-1: Nt-amyloxycarbonyl-4-hydroxypiperidine (compound represented by the following formula (D-1))

Figure 0006094574
Figure 0006094574

[[E]溶媒]
E−1:酢酸プロピレングリコールモノメチルエーテル
E−2:シクロヘキサノン
E−3:γ−ブチロラクトン
[[E] solvent]
E-1: Propylene glycol monomethyl ether acetate E-2: Cyclohexanone E-3: γ-butyrolactone

[実施例1](液浸露光用感放射線性樹脂組成物(J−1)の調製)
[A]重合体としての(A−1)5質量部、[C]重合体としての(C−1)100質量部、[B]酸発生剤としての(B−1)9.9質量部、[D]酸拡散制御剤としての(D−1)7.9質量部並びに[E]溶媒としての(E−1)2,590質量部、(E−2)1,110質量部及び(E−3)200質量部を混合し、得られた混合液を孔径0.20μmのフィルターでろ過して液浸露光用感放射線性樹脂組成物(J−1)を調製した。
[Example 1] (Preparation of radiation-sensitive resin composition (J-1) for immersion exposure)
[A] 5 parts by mass of (A-1) as a polymer, 100 parts by mass of (C-1) as a [C] polymer, 9.9 parts by mass of (B-1) as an acid generator [D] 7.9 parts by mass as an acid diffusion controlling agent, (E-1) 2,590 parts by mass as (E) solvent, (E-2) 1,110 parts by mass and ( E-3) 200 parts by mass was mixed, and the obtained mixed solution was filtered through a filter having a pore size of 0.20 μm to prepare a radiation-sensitive resin composition (J-1) for immersion exposure.

[実施例2〜8並びに比較例1及び2](液浸露光用感放射線性樹脂組成物(J−2)〜(J−8)並びに(CJ−1)及び(CJ−2)の調製)
表3に示す種類及び配合量の各成分を用いた以外は実施例1と同様に操作して、各液浸露光用感放射線性樹脂組成物を調製した。
[Examples 2 to 8 and Comparative Examples 1 and 2] (Preparation of radiation-sensitive resin compositions for liquid immersion exposure (J-2) to (J-8) and (CJ-1) and (CJ-2))
Except having used each component of the kind and compounding quantity shown in Table 3, it operated similarly to Example 1 and prepared each radiation sensitive resin composition for liquid immersion exposure.

<評価>
調製した各液浸露光用感放射線性樹脂組成物を用いて基板上にレジスト膜を形成した。基板は、後退接触角の測定に際しては8インチシリコンウェハとし、現像欠陥数の測定に際しては、下層反射防止膜(ARC66、日産化学製)を形成した12インチシリコンウェハとした。形成した各レジスト膜について以下の評価を行った。評価結果を表3に合わせて示す。
<Evaluation>
A resist film was formed on the substrate using each prepared radiation-sensitive resin composition for immersion exposure. The substrate was an 8-inch silicon wafer when measuring the receding contact angle, and a 12-inch silicon wafer on which an underlayer antireflection film (ARC 66, manufactured by Nissan Chemical Industries) was formed when measuring the number of development defects. The following evaluation was performed on each formed resist film. The evaluation results are shown in Table 3.

[後退接触角]
形成したレジスト膜について、室温23℃、湿度45%、常圧の環境下で、接触角計(DSA−10、KRUS製)を用い、以下の手順で後退接触角を測定した。
DSA−10の針を測定前にアセトンとイソプロピルアルコールで洗浄し、次いで針に水を注入し、ウェハステージ上にレジスト膜を形成したウェハをセットする。レジスト膜表面と針の先端の距離が1mm以下になるようステージの高さを調整し、次に、針から水を排出してレジスト膜上に25μLの水滴を形成した後、針によって水滴を10μL/分の速度で180秒間吸引するとともに、接触角を毎秒測定した。接触角が安定した時点から計20点の接触角について平均値を算出して後退接触角(°)とした。
[Backward contact angle]
With respect to the formed resist film, the receding contact angle was measured by the following procedure using a contact angle meter (DSA-10, manufactured by KRUS) in an environment of room temperature 23 ° C., humidity 45%, and normal pressure.
The DSA-10 needle is washed with acetone and isopropyl alcohol before measurement, and then water is injected into the needle, and a wafer having a resist film formed on the wafer stage is set. The height of the stage is adjusted so that the distance between the resist film surface and the tip of the needle is 1 mm or less, and then water is discharged from the needle to form a 25 μL water droplet on the resist film. While suctioning at a rate of / min for 180 seconds, the contact angle was measured every second. From the time when the contact angle was stabilized, an average value was calculated for a total of 20 contact angles, which were defined as receding contact angles (°).

(SB後の後退接触角)
8インチシリコンウェハ上に、各液浸露光用感放射線性樹脂組成物を塗布した後、100℃で60秒間SBを行い、膜厚110nmのレジスト膜を形成した。このレジスト膜表面における後退接触角を「SB後の後退接触角」とした。
(Backward contact angle after SB)
After applying each radiation-sensitive resin composition for immersion exposure on an 8-inch silicon wafer, SB was performed at 100 ° C. for 60 seconds to form a resist film having a thickness of 110 nm. The receding contact angle on the resist film surface was defined as “the receding contact angle after SB”.

(現像後の後退接触角)
8インチシリコンウェハ上に、各液浸露光用感放射線性樹脂組成物を塗布した後、100℃で60秒間SBを行い、膜厚110nmのレジスト膜を形成した。次に、現像装置(クリーントラックACT8、東京エレクトロン製)のGPノズルによって2.38質量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液により30秒間現像し、15秒間純水によりリンスした後、2,000rpmで液振り切り乾燥した後のレジスト膜表面の後退接触角を「現像後の後退接触角」とした。
(Retraction contact angle after development)
After applying each radiation-sensitive resin composition for immersion exposure on an 8-inch silicon wafer, SB was performed at 100 ° C. for 60 seconds to form a resist film having a thickness of 110 nm. Next, development is performed with a 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution for 30 seconds using a GP nozzle of a developing device (Clean Track ACT8, manufactured by Tokyo Electron), rinsing with pure water for 15 seconds, and liquid at 2,000 rpm. The receding contact angle on the resist film surface after being shaken off and dried was defined as “the receding contact angle after development”.

[現像欠陥数]
下層反射防止膜(ARC66、日産化学製)を形成した12インチシリコンウェハ上に、各液浸露光用感放射線性樹脂組成物を塗布した後、100℃で60秒間SBを行い、膜厚110nmのレジスト膜を形成した。次に、このレジスト膜をArFエキシマレーザー液浸露光装置(NSR S610C、NIKON製)を用い、NA=1.3、ratio=0.812、Crosspoleの条件により、線幅55nmのラインアンドスペース形成用のマスクパターンを介して露光した。露光後、120℃で60秒間PEBを行った。その後、2.38質量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液により現像し、水洗、乾燥してポジ型のレジストパターンを形成した。このとき、幅55nmのラインアンドスペースを形成する露光量を最適露光量とした。この最適露光量にてウェハ全面に線幅55nmのラインアンドスペースを形成し、現像欠陥検査用ウェハとした。なお、レジストパターンの測長には走査型電子顕微鏡(S−9380、日立ハイテクノロジーズ製)を用いた。上記得られた現像欠陥検査用ウェハ上の現像欠陥数を、欠陥検査装置(KLA2810、KLA−Tencor製)を用いて測定した。測定された欠陥を、レジスト由来と判断されるものと外部由来の異物とに分類した。分類後、レジスト由来と判断されるものの数を合計し、「現像欠陥数」とした。現像欠陥数の数値を表3に示す。当該液浸露光用感放射線性樹脂組成物の現像欠陥抑制性は、現像欠陥数が50個/wafer未満の場合は「良好」と、50個/wafer以上の場合は「不良」と判断できる。
[Number of development defects]
After applying a radiation-sensitive resin composition for each immersion exposure on a 12-inch silicon wafer on which a lower antireflection film (ARC66, manufactured by Nissan Chemical Industries) was formed, SB was performed at 100 ° C. for 60 seconds to obtain a film having a thickness of 110 nm. A resist film was formed. Next, this resist film is used for forming a line and space with a line width of 55 nm using an ArF excimer laser immersion exposure apparatus (NSR S610C, manufactured by NIKON) under the conditions of NA = 1.3, ratio = 0.812, and Crosspore. It exposed through the mask pattern. After the exposure, PEB was performed at 120 ° C. for 60 seconds. Thereafter, the resist film was developed with a 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution, washed with water and dried to form a positive resist pattern. At this time, the exposure amount for forming a line and space having a width of 55 nm was determined as the optimum exposure amount. With this optimum exposure amount, a line and space having a line width of 55 nm was formed on the entire surface of the wafer to obtain a development defect inspection wafer. Note that a scanning electron microscope (S-9380, manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation) was used for measuring the resist pattern. The number of development defects on the obtained development defect inspection wafer was measured using a defect inspection apparatus (KLA2810, manufactured by KLA-Tencor). The measured defects were classified into those judged to be derived from the resist and foreign matters derived from the outside. After classification, the total number of resists determined to be derived from resist was defined as “development defect number”. Table 3 shows numerical values of the number of development defects. The development defect suppression property of the radiation-sensitive resin composition for immersion exposure can be judged as “good” when the number of development defects is less than 50 / wafer and as “bad” when the number of development defects is 50 / wafer or more.

Figure 0006094574
Figure 0006094574

表3の結果から明らかなように、実施例の液浸露光用感放射線性樹脂組成物を用いた場合には、比較例のものと比べ後退接触角が、SB後にはより大きく、現像後においては大きく低下していることが確認でき、液浸露光時と現像後とにおける後退接触角変化に優れることがわかった。また、実施例の液浸露光用感放射線性樹脂組成物によれば、現像欠陥が非常に生じ難いことがわかった。   As is clear from the results in Table 3, when the radiation-sensitive resin composition for immersion exposure of the example was used, the receding contact angle was larger after SB than that of the comparative example. It was confirmed that the film was excellent in the change in receding contact angle during immersion exposure and after development. In addition, it was found that development defects are very unlikely to occur according to the radiation-sensitive resin composition for immersion exposure in the examples.

本発明の液浸露光用感放射線性樹脂組成物及びレジストパターン形成方法によれば、スキャン露光の高速化を図りつつ、現像欠陥が少ないレジストパターンを形成することができる。従って、本発明は、液浸露光プロセスに好適に用いることができ、その生産性の向上及び形成されるレジストパターンの品質の向上を図ることができる。   According to the radiation-sensitive resin composition for immersion exposure and the resist pattern forming method of the present invention, a resist pattern with few development defects can be formed while increasing the scanning exposure speed. Therefore, the present invention can be suitably used for an immersion exposure process, and the productivity can be improved and the quality of a resist pattern to be formed can be improved.

Claims (4)

[A]下記式(1)で表される構造単位を有する重合体、
[B]感放射線性酸発生体、及び
[C][A]重合体よりもフッ素原子含有率の小さい重合体
を含有し、
この[C]重合体が酸解離性基を有する感放射線性樹脂組成物。
Figure 0006094574
(式(1)中、Rは、水素原子又は炭素数1〜20の1価の有機基である。Rは、単結合、炭素数1〜20の2価の鎖状炭化水素基、炭素数3〜20の2価の脂環式炭化水素基、又はこれらのうちの1種若しくは2種以上と−O−とを組み合わせた基である。Rは、水素原子又は炭素数1〜20の1価の有機基である。Rは、水素原子又は炭素数1〜20の1価の有機基である。)
[A] a polymer having a structural unit represented by the following formula (1):
[B] a radiation sensitive acid generator, and [C] a polymer having a smaller fluorine atom content than the [A] polymer,
The radiation sensitive resin composition in which the [C] polymer has an acid dissociable group.
Figure 0006094574
(In Formula (1), R 1 is a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. R 2 is a single bond or a divalent chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, R 3 is a divalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, or a group in which one or more of these are combined with —O—, and R 3 is a hydrogen atom or 1 to 2 carbon atoms. 20 is a monovalent organic group of 20. R A is a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms.)
[A]重合体が、酸解離性基を含む構造単位をさらに有する請求項1に記載の感放射線性樹脂組成物。 [A] polymer, radiation-sensitive resin composition according to claim 1, further comprising a structural unit containing an acid-dissociable group. [D]酸拡散制御体をさらに含有する請求項1に記載の感放射線性樹脂組成物。 [D] The radiation-sensitive resin composition according to claim 1, further comprising an acid diffusion controller. [A]下記式(1)で表される構造単位を有する重合体、及び
[B]感放射線性酸発生体
を含有する液浸露光用感放射線性樹脂組成物でレジスト膜を形成する工程、
液浸露光用液体を介して上記レジスト膜を液浸露光する工程、及び
上記液浸露光されたレジスト膜を現像する工程
を有するレジストパターン形成方法。
Figure 0006094574
(式(1)中、R は、水素原子又は炭素数1〜20の1価の有機基である。R は、単結合、炭素数1〜20の2価の鎖状炭化水素基、炭素数3〜20の2価の脂環式炭化水素基、又はこれらのうちの1種若しくは2種以上と−O−とを組み合わせた基である。R は、水素原子又は炭素数1〜20の1価の有機基である。R は、水素原子又は炭素数1〜20の1価の有機基である。)
[A] a polymer having a structural unit represented by the following formula (1), and
[B] Radiation sensitive acid generator
Forming a resist film with a radiation-sensitive resin composition for immersion exposure containing
A resist pattern forming method comprising: a step of subjecting the resist film to immersion exposure via a liquid for immersion exposure; and a step of developing the resist film subjected to the immersion exposure.
Figure 0006094574
(In Formula (1), R 1 is a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. R 2 is a single bond or a divalent chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, R 3 is a divalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, or a group in which one or more of these are combined with —O—, and R 3 is a hydrogen atom or 1 to 2 carbon atoms. 20 is a monovalent organic group of 20. R A is a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms.)
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